Lubricacion de Rodamientos Fag

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  • LUBRICACION DE RODAMIENTOS

    FAG Sales Europe Iberia EspaaUna sucursal de FAG Kugelfischer Georg Schfer AG

  • Lubricacin de rodamientos

    Publ.-No. WL 81 115/4 SB

    FAG Sales Europe Iberia EspaaUna sucursal de FAG Kugelfischer Georg Schfer AG

    Apartado postal 27808190 Sant Cugat del Valls (Barcelona)Telfono: +34 935 906 500Telefax: +34 936 759 390E-mail: [email protected]://www.fag.com

  • ndice

    1 El lubricante en el rodamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1 Funciones de la lubricacin en los rodamientos . . . . 31.1.1 Diferentes regmenes de lubricacin en el rodamiento 31.1.2 La pelcula lubricante en la lubricacin con aceite . . 41.1.3 Influencia de la pelcula lubricante y de la limpieza

    sobre la duracin de vida alcanzable . . . . . . . . . . . . . 61.1.4 La pelcula lubricante en la lubricacin con grasa . . . 121.1.5 Capas lubricantes en la lubricacin seca . . . . . . . . . . 131.2 Clculo del par de rozamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.3 Temperatura de servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

    2 Sistemas de lubricacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.1 Lubricacin con grasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.2 Lubricacin con aceite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.3 Lubricacin slida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.4 Eleccin del sistema de lubricacin . . . . . . . . . . . . . . 192.5 Ejemplos de diferentes sistemas de lubricacin . . . . 212.5.1 Instalacin central de lubricacin . . . . . . . . . . . . . . . 212.5.2 Lubricacin por circulacin de aceite . . . . . . . . . . . . 222.5.3 Lubricacin por neblina de aceite . . . . . . . . . . . . . . . 222.5.4 Lubricacin por aceite y aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.5.5. Lubricacin por aspersin de aceite o grasa . . . . . . . 24

    3 Eleccin del lubricante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.1 Eleccin de la grasa apropiada . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.1.1 Solicitacin debida a la viscosidad de giro y a la carga 273.1.2 Exigencias a las condiciones de marcha . . . . . . . . . . 283.1.3 Condiciones de servicio especiales e influencias del

    medio ambiente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.2 Eleccin del aceite apropiado . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.2.1 Viscosidad del aceite recomendada . . . . . . . . . . . . . . 303.2.2 Eleccin del aceite segn las condiciones de servicio . 313.2.3 Eleccin del aceite segn sus caractersticas . . . . . . . 313.3 Eleccin de lubricantes slidos . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.4 Lubricantes de rpida desintegracin biolgica . . . . 33

    4 Abastecimiento de los rodamientos con lubricante . 344.1 Abastecimiento de los rodamientos con grasa . . . . . . 344.1.1 Aparatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.1.2 Primer engrase y nuevo engrase . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.1.3 Duracin de servicio de la grasa . . . . . . . . . . . . . . . . 354.1.4 Periodo de engrase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354.1.5 Reengrase. Intervalos de reengrase . . . . . . . . . . . . . . 364.1.6 Ejemplos de lubricacin con grasa . . . . . . . . . . . . . . 404.2 Abastecimiento de los rodamientos con aceite . . . . . 434.2.1 Aparatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434.2.2 Lubricacin por bao de aceite . . . . . . . . . . . . . . . . . 434.2.3 Lubricacin por circulacin con cantidades medias

    y grandes de aceite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444.2.4 Lubricacin con cantidades mnimas . . . . . . . . . . . . 474.2.5 Ejemplos de lubricacin con aceite . . . . . . . . . . . . . . 494.3 Abastecimiento de los rodamientos con lubricante

    slido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

    FAG 2

    5 Daos debidos a lubricacin deficiente . . . . . . . . . . 525.1 Suciedad en el lubricante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525.1.1 Partculas extraas slidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.1.2 Medidas a tomar para reducir la concentracin

    de partculas extraas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.1.3 Filtros de aceite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.1.4 Impurezas lquidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.2 Limpieza de rodamientos sucios . . . . . . . . . . . . . . . . 555.3 Prevencin y reconocimiento adelantado de daos

    mediante control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

    6 Glosario. Explicacin de la terminologa de la lubricacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

  • El lubricante en el rodamientoFunciones de la lubricacin en los rodamientos

    1 El lubricante en el rodamiento

    1.1 Funciones de la lubricacin en los rodamientos

    La lubricacin en los rodamientos tienela funcin igual que en los cojinetes dedeslizamiento de evitar o de reducir elcontacto metlico entre las superficies derodadura y de deslizamiento, es decir, man-tener bajos el rozamiento y el desgaste.

    En los rodamientos se lleva el aceite,que se adhiere a las superficies de las piezasque ruedan unas sobre otras, a las zonas decontacto. El aceite separa las superficies decontacto y evita as el contacto metlico(lubricacin fsica).

    En las superficies de contacto aparecenmovimientos de deslizamiento aparte delos movimientos de rodadura, pero en ungrado mucho menor que en los cojinetesde deslizamiento. Estos movimientos dedeslizamiento tienen su origen en defor-maciones elsticas de los componentes delos rodamientos y en la forma curva de lassuperficies de rodadura.

    En las zonas en las que en rodamientosaparecen movimientos puros de desliza-miento, como por ejemplo entre cuerposrodantes y jaula o entre las superficies fron-tales de los rodillos y las superficies de losbordes, las presiones generalmente son mu-cho menores que en el campo de rodadura.Ya que los movimientos de deslizamientoen los rodamientos slo desempean unpapel secundario, la potencia perdida y eldesgaste de los rodamientos no rebasa cier-tos lmites, an en el caso de una lubricacindeficiente. As es posible lubricar rodamien-tos con grasas de diferente consistencia ocon aceites de diferente visocisad. Ademspuede dominarse una amplia zona de re-voluciones y tambin grandes solicitacio-nes a carga sin repercusin.

    Muchas veces no se formar una pelcu-la lubricante totalmente portante, con loque por lo menos en algunas zonas la sepa-racin debida a la pelcula lubricante esta-r interrumpida. Tambin en estos casos esposible un servicio con poco desgaste si lastemperaturas elevadas en los puntos en queaparecen originan reacciones qumicas en-tre los aditivos contenidos en el lubricantey las superficies metlicas de los cuerpos

    rodantes o de los aros (capas de reaccintribolgica), que conducen a productos dereaccin con capacidad lubricante (lubri-cacin qumica).

    La lubricacin se ve apoyada no slo porestas reacciones de los aditivos sino tam-bin por los lubricantes slidos contenidosen el aceite o en la grasa, en el caso de gra-sas quiz tambin por el espesante. En ca-sos especiales es posible lubricar los roda-mientos exclusivamente con lubricantesslidos.

    Otras funciones de las que debe encar-garse el lubricante en el rodamiento es laproteccin contra la corrosin; la evacua-cin de calor de rozamiento en el roda-miento (lubricacin con aceite); el lavadode partculas abrasivas.

    1.1.1 Diferentes regmenes delubricacin en el rodamiento

    El comportamiento respecto al rozamien-to y al desgaste del rodamiento as como laduracin que pueda alcanzar dependen delrgimen de lubricacin. En los rodamien-tos aparecen principalmente los siguientesregmenes de lubricacin:

    Lubricacin total: Las superficies de loscuerpos en movimiento relativo estnseparadas totalmente o casi totalmentepor una pelcula lubricante (figura 1a).Existe pues rozamiento lquido prcti-camente puro. Este rgimen de lubrica-cin, denominado tambin lubricacinlquida, es el que se debe pretender al-canzar.

    Lubricacin parcial: Debido a un espe-sor insuficiente de la pelcula lubrican-te aparecen contactos metlicos en al-gunas zonas (figura 1b). Se originarozamiento mixto.

    Lubricacin lmite: Durante la lubrica-cin parcial aparecen presiones y tem-peraturas muy elevadas en los puntos decontacto metlico. Si el lubricante con-tiene aditivos apropiados, se originanreacciones entre los aditivos y las super-ficies metlicas. As se forman produc-tos de reaccin con capacidad lubrican-te que originan la formacin de unacapa lmite (figura 1c).

    Estos regmenes de lubricacin, lubri-cacin total, lubricacin parcial y lubrica-cin lmite, pueden aparecer tanto con unalubricacin por aceite como con una congrasa. Qu pelcula lubricante se formaren el caso de lubricacin con grasa depen-de principalmente de la viscosidad del acei-te bsico. Un efecto lubricante adicionaltiene tambin el espesante de la grasa.

    a) Lubrificacin totalLas superficies estn separadas totalmentepor una pelcula portante de aceite

    b) Lubrificacin parcialTanto la pelcula de aceite portante comola capa lmite tienen importancia

    c) Lubrificacin lmiteEl comportamiento depende en primeralnea de las cualidades de la capa lmite

    Capa lmite Pelcula lubricante

    1: Diferentes regmenes de lubricacin

    3 FAG

  • El lubricante en el rodamientoFunciones de la lubricacin en los rodamientos

    Lubricacin seca: Lubricantes slidos(como p. e. grafito y disulfuro de molib-deno), aplicados finamente sobre las su-perficies funcionales, pueden evitar elcontacto metlico. Esta capa slo se man-tiene durante cierto tiempo a velocida-des de giro reducidas y presiones bajas.Lubricantes slidos en el aceite o en lagrasa mejoran tambin la lubricacin enel caso de contactos metlicos aislados.

    1.1.2 La pelcula lubricante en lalubricacin con aceite

    Para enjuiciar un rgimen de lubrica-cin se parte de la formacin de una pel-cula lubricante entre las superficies de ro-dadura y de deslizamiento que transmitenla carga. La pelcula lubricante entre las su-perficies de rodadura puede describirsecon ayuda de la teora de la lubricacin

    elastohidrodinmica (lubricacin EHD).Las condiciones de lubricacin en los con-tactos por deslizamiento, p. e. entre las su-perficies frontales de los rodillos y las su-perficies de los rebordes en rodamientos derodillos cnicos se reproducen con bastan-te exactitud en la teora de la lubricacinhidrodinmica, ya que en los contactos pordeslizamiento aparecen presiones menoresque en los contactos de rodadura.

    FAG 4

    2: Pelcula lubricante elastohidrodinmica. Espesor de la pelcula lubricante para contacto puntual y contacto lineal

    p0segn Hertz

    2bsegn Hertz

    Distribucinde la presin EHD

    Distribucinde la presin de Hertz

    Lado entradaLado salida

    Deformacindel rodillo

    Pelculalubricante

    Deformacinde la pista

    hmin

    r2

    r1

    v1

    v2

    Q

    Contacto puntual segn Hamrock y Dowson

    hmin = 3,63 U0,68 G0,49 W0,073 (1 e0,68 k) Rr [m]

    Contacto lineal segn Dowson

    hmin = 2,65 U0,7 G0,54 W'0,13 Rr [m]

    con U = 0 v/(E' Rr)G = E'W = Q/(E' Rr2) para contacto puntualW' = Q/(E' Rr L) para contacto lineal

    Aqu significan

    hmin [m] Espesor mnimo de la pelcula lubricante en elcontacto de rodadura

    U Parmetro de velocidadG Parmetro del materialW Parmetro de la carga habiendo contacto puntualW' Parmetro de la carga habiendo contacto lineale e = 2,71828..., base de los logaritmos naturalesk k = a/b, razn de los semiejes de las superficies de

    presin [m2/N] Coeficiente de presin-viscosidad0 [Pa s] Viscosidad dinmicav [m/s] v = (v1 + v2)/2, velocidad media de rodadura

    v1 = velocidad del cuerpo rodantev2 = velocidad en el contacto interior o exterior

    E' [N/m2] E' = E/[1 (1/m)2], mdulo de elasticidadefectivo

    E = mdulo de elasticidad = 2,08 1011 [N/m2]para acero1/m = Constante de Poisson = 0,3 para acero

    Rr [m] Radio reducido de curvaturaRr = r1 r2/(r1 + r2) para contacto interiorRr = r1 r2/(r1 r2) para contacto exterior

    r1 = radio del cuerpo rodante [m]r2 = radio del camino de rodadura interior oexterior [m]

    Q [N] Carga sobre el cuerpo rodanteL [m] Longitud del intersticio, es decir, longitud

    efectiva del rodillo

  • El lubricante en el rodamientoFunciones de la lubricacin en los rodamientos

    El espesor mnimo de la pelcula lubri-cante hmin segn EHD se calcula mediantelas ecuaciones de la figura 2 para contactopuntual o contacto lineal.

    Para contacto puntual se ha tenido encuenta la evacuacin lateral del aceite en elintersticio. La ecuacin muestra la gran in-fluencia de la velocidad de rodadura v, dela viscosidad dinmica 0 y del coeficientede presin-viscosidad sobre hmin.

    La carga Q tiene poca influencia. Estoes debido a que, al aumentar la carga au-menta la viscosidad y que las superficies decontacto se hacen mayores debido a las de-formaciones elsticas.

    A raz del espesor de la capa lubricantecalculado puede verificarse si bajo las con-diciones dadas se forma una capa lubrican-te suficiente. Por regla general, el espesormnimo de la pelcula lubricante debe es-tar comprendido entre una y varias dci-mas de micra. Bajo condiciones favorablesse alcanzan varias micras.

    La viscosidad del aceite lubricante vara

    con la presin en el intersticio de rodadu-ra. Aqu vale:

    = 0 ep Viscosidad dinmica a la presin p

    [Pa s]0 Viscosidad dinmica a la presin

    normal [Pa s]e (= 2,71828) Base de los logaritmos

    naturales Coeficiente de presin-viscosidad

    [m2/N]p Presin [N/m2]

    En el clculo del estado de lubricacinsegn la teora EHD para lubricantes a basede aceites minerales se ha tenido en cuentala dependencia de la presin. El comporta-miento presin-viscosidad de algunos lu-bricantes se muestra en el diagrama 3. Lazona a-b para aceites minerales es la basepara el diagrama a23, figura 7 (pg. 7). Losvalores de de los aceites minerales conaditivos EP tambin se encuentran en estazona.

    Si la influencia del coeficiente de pre-sin-viscosidad sobre la razn de viscosi-dades es elevada, como p. e. en disteres,hidrocarburos fluorados o aceites de silico-na, han de tenerse en cuenta los factores decorreccin B1 y B2 para la razn de viscosi-dades , siendo:

    B1,2 = B1 B2 Razn de viscosidades en aceites

    minerales (vase apartado 1.1.3)B1 Factor de correccin para el

    comportamiento presin-viscosidad= aceite sinttico/aceite mineral(valores de , vase figura 3)

    B2 Factor de correccin para diferentesdensidades= aceite sinttico/aceite mineral

    El diagrama, figura 4, muestra la de-pendencia entre la densidad y la tempera-tura para aceites minerales. La curva paraun aceite sinttico puede evaluarse, si se co-noce la densidad 15 C.

    5 FAG

    ab Aceites minerales h Hidrocarburos fluoradose Disteres i Poliglicolesg Triarilofosfatosteres k, l Siliconas

    3 4

    h

    g

    a

    b

    e

    l

    k i

    3001,0

    2,0

    3,0

    4,0

    1 2 3 4 6 8 10 20 30 40 60 100 mm2/s

    Coe

    ficie

    nte

    pre

    sin

    -vis

    cosi

    dad

    108

    m2/N0,98 g/cm 3 at 15 C0,960,940,920,900,880,860,84

    Temperatura t

    0 15 50 100

    Den

    sid

    ad

    1,00

    0,98

    0,94

    0,92

    0,90

    0,88

    0,86

    0,84

    0,82

    0,80

    0,78

    0,76

    0,74C

    g/cm3

    Viscosidad cinemtica

    3: Coeficiente presin-viscosidad en funcin de la viscosidad cinemtica , vlido para la zona de presiones de 0 a 2000 bar4: Dependencia entre la densidad de los aceites minerales y la temperatura t

  • El lubricante en el rodamientoFunciones de la lubricacin en los rodamientos

    1.1.3 Influencia de la pelcula lubricantey de la limpieza sobre la duracinde vida alcanzable

    Desde los aos 60 se comprendi cadavez mejor a raz de ensayos y de la prctica,que si exista una pelcula lubricante se-paradora sin impurezas en la zona de con-tacto entre cuerpo rodante y camino de ro-dadura, la duracin de un rodamiento noexcesivamente solicitado a carga era con-siderablemente ms larga que la obtenidamediante la ecuacin clsica de la duracinL = (C/P)p. En 1981, FAG fue la primeraempresa de rodamientos que demostr laresistencia a la fatiga de los rodamientos.A partir de estos conocimientos, de las re-comendaciones de normas internaciona-les y de experiencias ganadas en la prcticase ha desarrollado un procedimiento per-feccionado para calcular la duracin devida.

    Las condiciones para la resistencia a lafatiga son:

    Separacin completa de los contactosde rodadura por la pelcula lubricante( 4)

    Mxima limpieza en el intersticio de lu-bricacin correspondiente a V = 0,3

    Solicitacin a carga correspondiente afs* 8.fs* = C0/P0*C0 capacidad de carga esttica [kN]

    vase catlogo FAGP0* carga equivalente del rodamiento

    [kN]obtenida a partir de

    P0* = X0 Fr + Y0 Fa [kN]siendo X0 y Y0 factores delcatlogo FAG y

    Fr fuerza dinmica radialFa fuerza dinmica axial

    Duracin de vida alcanzable segn FAG

    Lna = a1 a23 L [106 revoluciones]o bienLhna = a1 a23 Lh [h]

    El factor a1 es igual a 1 para la probabi-lidad usual de fallo del 10 %.

    El factor a23 (producto del valor bsicoa23II y el factor de limpieza s, vase ms aba-jo) incluye las influencias del material y delas condiciones de servicio, es decir, tam-bin las de la lubricacin y de la limpiezaen el intersticio de lubricacin, sobre la du-racin de vida alcanzable.

    La duracin de vida nominal L (segnDIN ISO 281) se basa en la razn de vis-cosidades = 1.

    La razn de viscosidades = /1 setoma como medida de la formacin de lapelcula lubricante para determinar el valorbsico a23II (diagrama, figura 7).

    FAG 6

    5: Diagrama viscosidad-temperatura para aceites minerales6: Viscosidad relativa 1 en funcin del tamao del rodamiento y la velocidad: D = dimetro exterior;

    d = dimetro del agujero

    (mm2/s)

    100000

    50000

    20000

    10000

    5000

    2000

    1000

    500

    200

    100

    50

    20

    10

    5

    2

    1000

    500

    200

    100

    50

    20

    10

    5

    310 20 50 100 200 500 1000

    n [ m

    in-1 ]

    Vis

    cosi

    dad

    rel

    ativ

    a

    1500100068046032022015010068

    4632

    2215

    10

    12011010090

    80

    70

    60

    50

    40

    30

    20

    104 6 810 20 30 40 60 100 200 300

    Tem

    per

    atur

    a d

    e se

    rvic

    io t

    [C

    ]

    a 40C (140F)

    Viscosidad de servicio [mm2/s]

    smm

    21

    2mmDimetro medio del rodamiento dm =

    D+d

    Viscosidad

    5 6

  • El lubricante en el rodamientoFunciones de la lubricacin en los rodamientos

    Aqu es la viscosidad del aceite lubri-cante o del aceite bsico de la grasa a la tem-peratura de servicio (diagrama, figura 5) y1 una viscosidad relativa que depende deltamao del rodamiento (dimetro mediodm) y del nmero de revoluciones n (dia-grama, figura 6).

    De la ecuacin de la duracin de vida al-canzable Lna y del diagrama de la figura 7puede deducirse cmo repercute una vis-cosidad de servicio diferente a la viscosidadrelativa en la duracin de vida alcanzable.Con una relacin de viscosidades de > 2hasta 4 se forma una pelcula lubricante to-talmente portante entre las superficies decontacto. Cuanto ms bajo de estos valoressea , tanto mayor es la parte alcuota delrozamiento mixto y tanto ms importantees la aditivacin del lubricante.

    La viscosidad de servicio del aceiteempleado o del aceite bsico de la grasa, esdecir, su viscosidad cinemtica a la tempe-

    ratura de servicio se indica en las tablas dedatos de los fabricantes de aceites o grasas.Si slo se conoce la viscosidad a 40 C pue-de determinarse la viscosidad a la tempera-tura de servicio para aceites minerales decomportamiento medio viscosidad-tem-peratura, del diagrama de la figura 5.

    La temperatura de servicio para deter-minar depende del calor de rozamientoproducido, vase apartado 1.2. Si no exis-ten valores medidos de la temperatura enaplicaciones similares, puede calcularseaproximadamente la temperatura de servi-cio mediante un clculo del equilibrio tr-mico, vase apartado 1.3.

    Al medir la temperatura de servicio,slo puede conocerse la temperatura delaro no rotante y no la temperatura realde las superficies solicitadas de contacto.En rodamientos de cinemtica favorable(rodamientos de bolas y de rodillos ciln-dricos) puede determinarse la viscosidad

    aproximadamente con la temperatura delaro no rotante. En el caso de calentamien-to exterior se determina la viscosidad conel valor medio de las temperaturas de losaros.

    En rodamientos altamente solicitados acarga y en rodamientos con componentesmayores de deslizamiento (p. e. rodamien-tos de rodillos cilndricos sin jaula, roda-mientos oscilantes de rodillos y rodamien-tos de rodillos cilndricos solicitados porcarga axial) la temperatura en la zona decontacto es hasta 20 K ms elevada quela temperatura de servicio medida. Estopuede compensarse aproximadamente, to-mando la mitad del valor de la viscosidadde servicio en el diagrama para sustituirloen la frmula = /1.

    7 FAG

    7: Valor bsico a23 para determinar el factor a23

    20

    10

    5

    2

    1

    0,5

    0,2

    0,10,05 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10

    a23II K=0

    K=1

    K=2

    K=3

    K=4

    K=5

    K=6

    = 1

    I

    II III

    Zonas

    I Transicin a la resistencia a la fatigaCondiciones previas: mxima limpieza en el intersticio de lubricacin; solicitacin a carga no demasiado alta; lubricante apropiado

    II Limpieza normal en el intersticio de lubricacin (en el casode aditivos apropiados y verificados en rodamientos pueden admitirse valores de a23 > 1 tambin para < 0,4)

    III Condiciones desfavorables de lubricacin; suciedad en el lubricante; lubricantes no apropiados

    Lmites del clculo ampliado de la duracinTambin con el clculo ampliado de la duracin se tiene en cuen-ta slo la fatiga del material como causa del fallo. La duracin devida alcanzable calculada corresponde solamente a la duracinde servicio real, si la duracin del lubricante o la duracin limitadapor el desgaste no son menores que la duracin a la fatiga.

  • El lubricante en el rodamientoFunciones de la lubricacin en los rodamientos

    Para determinar el valor bsico a23II enel diagrama de la figura 7 se necesita elvalor de K = K1 + K2.

    El valor de K1 puede leerse en el diagra-ma de la figura 8 en funcin del tipo de ro-damiento y del factor de carga fs*.

    K2 depende de la razn de viscosidades y del factor fs*. Los valores del diagramade la figura 9 valen para lubricantes no adi-tivados y para lubricantes con aditivos cuyaefectividad propia para rodamientos nohaya sido comprobada.

    Para K de 0 hasta 6, el valor a23II se en-cuentra en una de las curvas en la zona IIdel diagrama de la figura 7.

    Para K > 6 slo cabe esperar un factora23 en la zona III. En este caso convieneconseguir un valor K ms pequeo mejo-rando las condiciones y situarse as en lazona II.

    Nota respecto a aditivos:Si las superficies no estn totalmente se-

    paradas por una pelcula lubricante, los lu-

    bricantes debern contener, adems de ac-tivadores para aumentar la proteccin con-tra la corrosin y contra el envejecimiento,aditivos apropiados para reducir el desgas-te y aumentar la capacidad de absorber car-gas. Esto vale principalmente si 0,4, yaque entonces predomina el desgaste.

    FAG 8

    8: Valor K1 en funcin del factor fs* y del tipo de rodamientos9: Valor K2 en funcin del factor fs* para lubricantes no aditivados y para lubricantes cuya efectividad para rodamientos no haya

    sido comprobada

    4

    3

    2

    1

    00 2 4 6 8 10 12

    a

    K1

    fs*

    b

    c

    d

    7

    6

    5

    4

    3

    2

    1

    00 2 4 6 8 10 12

    fs*

    K2

    =0,25**=0,3**

    =0,35**=0,4**

    =0,7=1=2=4

    =0,2**

    Rodamientos de bolasRodamientos de rodillos cnicos;rodamientos de rodillos cilndricosRodamientos oscilantes de rodillos;rodamientos axiales oscilantesde rodillos3); rodamientos axiales derodillos cilndricos1), 3)Rodamientos de rodillos cilndricossin jaula1), 2)

    ab

    c

    d

    Slo puede alcanzarse si el lubricante ha sido filtrado muy finamente correspondiendo a V < 1; en otrocaso deber tomarse K1 6.Al determinar deber tenerse en cuenta que el rozamiento es por lo menos un 50 % mayor queen rodamientos con jaula, lo que origina una mayor temperatura del rodamiento.Debe tenerse en cuenta la carga mnima.

    1)

    2)

    3)

    K2 ser 0 con lubricantesaditivados y con sucorrespondiente certificado.

    Con 0,4 predominar eldesgaste en el rodamiento,si no se evita medianteaditivos apropiados.

    **

    8

    9

  • El lubricante en el rodamientoFunciones de la lubricacin en los rodamientos

    Los aditivos en los lubricantes reaccio-nan con las superficies metlicas del roda-miento y forman pelculas separadoras,que, si son totalmente eficaces, sustituyenla separacin por pelcula lubricante, noexistente. Sin embargo por regla generaldebe procurarse en primer lugar una sepa-racin mediante una pelcula de aceite por-tante suficiente.

    Factor de limpieza s

    El factor de limpieza s cuantifica la in-fluencia de las impurezas sobre la duracinde vida. Para determinar s se necesita el fac-tor de impurezas V.

    Para una limpieza normal (V = 1) valesiempre s = 1, es decir, a23II = a23.

    Con limpieza elevada (V = 0,5) ylimpieza mxima (V = 0,3) se obtiene, apartir del valor fs* y en dependencia de la

    razn de visocisades un factor de limpie-za s 1 en el campo derecho (a) del dia-grama de la figura 10.

    Con 0,4 vale s = 1.

    Con V = 2 (grado moderado de ensucia-miento del lubricante) y V = 3 (alto gradode ensuciamiento del lubricante) se obtie-ne el valor de s en el campo b del diagramade la figura 10.

    9 FAG

    10: Diagrama para determinar el factor de limpieza sa Diagrama para limpieza elevada (V = 0,5) hasta mxima limpieza (V = 0,3)b Diagrama para grado moderado de ensuciamiento (V = 2) y alto grado de ensuciamiento (V = 3) del lubricante

    1

    V = 1

    2,5 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 2 3 5 10 15 20 30

    =

    1

    =0,7

    =0,5

    1

    V = 0,5 V = 0,3

    Factor de esfuerzos estticos fs* Factor de limpieza s

    =0,6

    =

    0,9

    =

    0,8

    =

    1,5

    =

    2

    =

    2,5

    =

    3

    =

    3,5

    =

    4

    0,1

    0,2

    0,3

    0,70,5

    V = 1

    V = 2

    V = 3

    Fact

    or d

    e lim

    pie

    za s

    0,05

    0,03

    Los rodamientos sin jaula pueden alcanzar un factor delimpieza s > 1 si se evita el desgaste en los contactosentre rodillo y rodillo mediante un lubricante altamenteviscoso y un grado de limpieza extremamente elevado(pureza del aceite segn ISO 4406 de por lo menos 11/7).

    a

    b

  • El lubricante en el rodamientoFunciones de la lubricacin en los rodamientos

    Factor de impurezas V

    El factor de impurezas V depende de laseccin del rodamiento, del tipo de con-tacto de rodadura y de la clase de pureza delaceite, vase tabla, figura 11.

    Si en la zona de contacto de mxima so-licitacin de un rodamiento existen part-culas duras de cierto tamao solicitadaspor el paso de los cuerpos rodantes, apare-cen impresiones en las superficies de con-tacto que a su vez originan una fatiga pre-matura del material. Cuanto ms pequeasea la superficie de contacto, tanto mayores el efecto daino de la partcula de un de-terminado tamao. Esto significa que losrodamientos pequeos son ms sensiblesbajo el mismo grado de ensuciamiento quelos rodamientos mayores y que los roda-mientos con contacto puntual (rodamien-tos de bolas) lo son ms que los de contactolineal (rodamientos de rodillos).

    La clase de pureza del aceite requeridasegn ISO 4406 (figura 12) es una magni-tud que puede medirse objetivamente paradeterminar el grado de ensuciamiento deun lubricante. Para ello se usa el mtodonormalizado de contar partculas.

    El nmero de todas las partculas > 5 my el nmero de todas las partculas > 15 mse coordinan con una determinada clasede pureza normalizada segn ISO. As, unapureza del aceite de 15/12 segn ISO 4406significa, que en cada 100 ml de lquido seencuentran entre 16000 y 32000 partcu-las > 5 m y entre 2000 y 4000 partculas> 15 m. La diferencia entre una clase y lasiguiente consiste en la duplicacin o di-visin en dos partes del nmero de par-tculas.

    Para poder alcanzar la pureza del aceiterequerida, debe existir cierta tasa de reten-cin del filtro x (comprese apartado5.1.3). Usando un filtro de este tipo nopuede deducirse automticamente una de-terminada clase de pureza del aceite.

    Graduacin del factor de impurezas

    Limpieza normal (V = 1) se admite bajocondiciones que aparecen frecuentemente:

    buena obturacin, adaptada al medioambiente;

    limpieza durante el montaje; pureza del aceite correspondiente a

    V = 1; observacin de los intervalos de cambio

    de aceite recomendados.

    Limpieza mxima (V = 0,3) existe prc-ticamente cuando

    los rodamientos han sido engrasados yobturados con tapas de obturacin o ta-pas de proteccin por FAG contra elpolvo. En aplicaciones resistentes a lafatiga, es generalmente la duracin dellubricante la que limita la vida del roda-miento;

    el usuario lubrica con grasa teniendo encuenta de mantener la limpieza de losrodamientos en el estado de suministrodurante todo el tiempo de servicio,montando los rodamientos bajo mxi-ma limpieza en soportes limpios, lubri-cando con grasas limpias y tomandomedidas que eviten la entrada de sucie-dad durante el servicio (comprese p-gina 57, grasas apropiadas FAG Arcanolpara rodamientos);

    en rodamientos lubricados por circula-cin de aceite se lleva a cabo un lavadoprevio del sistema de circulacin delaceite antes de comenzar el servicio delos rodamientos montados bajo mxi-ma limpieza pudiendo asegurar una cla-se de pureza del aceite correspondientea V = 0,3 durante todo el servicio (elaceite nuevo se llenar a travs de filtrosmuy finos).

    Debe evitarse un alto grado de ensucia-miento del lubricante (V = 3) mejorandolas condiciones. Posibles causas para altogrado de ensuciamiento:

    el soporte de fundicin no ha sido lim-piado, o malamente (residuos de la are-na de moldeo; partculas del proceso demecanizado);

    polvo abrasivo de componentes desgas-tados llegan al circuito de aceite;

    partculas extraas entran en el roda-miento a causa de obturaciones insufi-cientes;

    entrada de agua o tambin agua de con-densacin origina corrosin de reposo oempeora las condiciones de lubricacin.

    Los valores intermedios V = 0,5 (lim-pieza elevada) y V = 2 (grado moderado deensuciamiento) debern aplicarse sola-mente cuando el usuario tiene la suficien-te experiencia para poder enjuiciar correc-tamente el estado de limpieza.

    Adems, posibles partculas originandesgaste. FAG ha seleccionado el tratamien-to trmico de las partes del rodamiento, detal forma que rodamientos con poco roza-miento por deslizamiento (p. e. rodamien-tos radiales de bolas y de rodillos cilndri-cos) y con V = 0,3 no presentan apenasdesgaste an tras largos periodos de fun-cionamiento.

    Los rodamientos axiales de rodillos ci-lndricos, los rodamientos de rodillos ciln-dricos sin jaula y otros rodamientos con ro-zamiento por deslizamiento algo mayorreaccionan ms violentamente frente apartculas pequeas y duras de suciedad.Un filtraje extremadamente fino del lubri-cante puede evitar el desgaste crtico.

    FAG 10

  • El lubricante en el rodamientoFunciones de la lubricacin en los rodamientos

    11: Valores de orientacin para el factor de impurezas V

    11 FAG

    (D-d)/2 V Contacto puntual Contacto linealClase de pureza Valores de orientacin Clase de pureza Valores de orientacindel aceite para la tasa de retencin del aceite para la tasa de retencinrequerida segn del filtro segn requerida segn del filtro segnISO 4406 ISO 4572 ISO 4406 nach ISO 4572

    mm

    0,3 11/8 3 200 12/9 3 2000,5 12/9 3 200 13/10 3 75

    12,5 1 14/11 6 75 15/12 6 752 15/12 6 75 16/13 12 753 16/13 12 75 17/14 25 75

    0,3 12/9 3 200 13/10 3 750,5 13/10 3 75 14/11 6 75

    > 12,5 ... 20 1 15/12 6 75 16/13 12 752 16/13 12 75 17/14 25 753 18/14 25 75 19/15 25 75

    0,3 13/10 3 75 14/11 6 750,5 14/11 6 75 15/12 6 75

    > 20 ... 35 1 16/13 12 75 17/14 12 752 17/14 25 75 18/15 25 753 19/15 25 75 20/16 25 75

    0,3 14/11 6 75 14/11 6 750,5 15/12 6 75 15/12 12 75

    > 35 1 17/14 12 75 18/14 25 752 18/15 25 75 19/16 25 753 20/16 25 75 21/17 25 75

    La clase de pureza del aceite como medida para la probabilidad de sobrepasar en la rodadura partculas que reducen la duracin de vida del roda-miento puede ser determinada por las pruebas de los fabricantes de filtros y de los institutos. Conviene observar que la toma de muestras sea ade-cuada (vase DIN 51 570). Tambin existen aparatos de medicin on-line. Las clases de pureza se dan por alcanzadas si toda la cantidad de aceite encirculacin pasa una vez por el filtro en pocos minutos. Antes de la puesta en servicio del conjunto de rodamientos debe realizarse un lavado paraasegurar una buena limpieza.

    Una tasa de retencin del filtro de 3 200 (ISO 4572), p. e., significa que en el test Multi-Pass, de 200 partculas 3 m solamente pasa una par-tcula por el filtro. No deben utilizarse filtros de mayor malla que 25 75 para no afectar igualmente los dems componentes incluidos en el cir-cuito de aceite.

    12: Clases de pureza del aceite segn ISO 4406 (extracto)

    Nmero de partculas en cada 100 ml Cdigomayor que 5 m mayor que 15 m

    ms de hasta ms de hasta

    500000 1000000 64000 130000 20/17250000 500000 32000 64000 19/16130000 250000 16000 32000 18/1564000 130000 8000 16000 17/1432000 64000 4000 8000 16/1316000 32000 2000 4000 15/128000 16000 1000 2000 14/114000 8000 500 1000 13/102000 4000 250 500 12/91000 2000 130 250 11/81000 2000 64 130 11/7500 1000 32 64 10/6250 500 32 64 9/6

  • 1.1.4 La pelcula lubricante en lalubricacin con grasa

    Al emplear grasas, la lubricacin de losrodamientos se efecta principalmente porel aceite bsico que el espesante va cedien-do poco a poco al cabo del tiempo. Las le-yes bsicas de la teora EHD valen en prin-cipio tambin para la lubricacin congrasas. Para determinar la razn de viscosi-dades = /1 se toma la viscosidad de ser-vicio del aceite bsico. Principalmente enel caso de valores bajos de , el espesante ylos aditivos contribuyen a una lubricacineficaz.

    Si se conoce la buena aptitud de unagrasa para el caso de aplicacin concreto,p. e. con las grasas FAG Arcanol para ro-damientos (vase pgina 57), y si existe unabuena limpieza y una relubricacin sufi-ciente, pueden tomarse los mismos valoresde K2 que para aceites convenientementeaditivados. Si no existen estas condiciones,conviene elegir para mayor seguridad el l-mite inferior de la zona II al determinar elvalor de a23II. Esto vale principalmente sino se ha respetado el plazo de relubrica-cin. La eleccin de la grasa apropiada esmuy importante en rodamientos con ma-yor rozamiento por deslizamiento ascomo en rodamientos grandes o altamentesolicitados. Si la solicitacin a carga es ele-vada, es de gran importancia la capacidadlubricante del espesante y la aditivacin.

    En la lubricacin con grasa slo una pe-quea parte del lubricante toma parte acti-vamente en el proceso de lubricacin. Lasgrasas de consistencia normal son despla-zadas en gran parte del rodamiento y se de-posita a los lados o abandona el alojamien-to a travs de la obturacin. La grasa quequeda en las superficies de rodadura y den-tro o inmediatamente al lado del roda-miento va cediendo constantemente lacantidad mnima necesaria de aceite paralubricar las superficies funcionales. La can-tidad de lubricante eficaz entre las superfi-cies de rodadura es pues suficiente, bajo so-licitaciones a carga moderadas, durante untiempo relativamente largo.

    La cesin de aceite depende del tipo degrasa, de la viscosidad del aceite bsico, dela magnitud de la superficie que lo cede, dela temperatura y de la solicitacin mecni-ca de la grasa.

    La eficacia del espesante de la grasa sereconoce al medir el espesor de la pelculalubricante en funcin del tiempo de fun-cionamiento. Al arrancar el rodamiento seorigina en dependencia del tipo de espe-sante, un espesor de la pelcula en la zonade contacto, considerablemente mayorque el correspondiente al aceite bsico. Lavariacin de la grasa y el desplazamiento dela misma dan lugar a una rpida disminu-cin del espesor de la pelcula lubricante,figura 13.

    A pesar de una pelcula lubricante posi-blemente reducida, la eficacia de la lubri-cacin es suficiente durante el periodo derelubricacin. El espesante y los activado-res en la grasa apoyan decisivamente la lu-bricacin, con lo que no cabe esperar unadisminucin de la duracin de vida. Paraalcanzar largos periodos de reengrase, es fa-

    vorable si la grasa cede precisamente tantoaceite como sea necesario para la lubrica-cin del rodamiento. As la cesin de acei-te es constante durante un periodo detiempo largo. Las grasas con un aceite b-sico altamente viscoso ceden el aceite en untiempo relativamente corto. Por ello slopuede conseguirse un buen estado de lu-bricacin llenando suficientemente el ro-damiento y el alojamiento con grasa o conperiodos de reengrase cortos.

    La eficacia lubricante del espesante en elservicio de los rodamientos se demuestraprincipalmente en la zona de rozamientomixto.

    FAG 12

    13: Razn de espesores de la pelcula de grasa y la pelcula del aceite bsico en funcin del tiempo de funcionamiento

    t

    0 10 20 30 40 50 120

    1,0

    2,0

    min

    0

    Espesor pelcula de grasaEspesor pelcula de aceite bsico

    El lubricante en el rodamientoFunciones de la lubricacin en los rodamientos

  • El lubricante en el rodamientoFunciones de la lubricacin en los rodamientos

    1.1.5 Capas lubricantes en lalubricacin seca

    La manera de actuar la lubricacin secase basa principalmente en compensar ru-gosidades de las superficies, disminuyendoas la profundidad de rugosidad efectiva delas superficies. Durante el proceso de des-lizamiento y rodadura y en dependencia dela solicitacin a carga y tipo de material seaprieta el lubricante slido en la superficiemetlica o se activan reacciones qumicascon la superficie.

    En lubricantes slidos con estructura la-minar, las capas laminares del slido seorientan bajo carga mediante deslizamien-tos con relacin a la superficie. Por ello elproceso de deslizamiento tiene lugar lejos

    de la superficie metlica (figura 14). Lacapa de lubricante slido compresible re-parte la carga uniformemente sobre unasuperficie mayor. Lubricantes slidos sinestructura laminar son fosfatos, xidos, hi-drxidos y sulfuros. Tambin los metalesblandos pueden contarse entre los lubri-cantes slidos. Debido a su baja resistenciaal corte presentan un comportamiento fa-vorable respecto al rozamiento. Por reglageneral, con lubricantes slidos se consi-guen tiempos de funcionamiento clara-mente menores que con lubricacin porgrasa o por aceite. La capa de lubricante s-lido aplicada es solicitada por los procesosde deslizamiento y rodadura gastndose almismo tiempo.

    En presencia de aceite o grasa se reduce

    la duracin de servicio de las capas de lu-bricantes slidos en dependencia del trata-miento previo de las superficies y del tipode lubricante. Superficies tratadas con lacaposiblemente se reblandecen y se alteran,aumentando as el rozamiento entre las su-perficies tratadas con laca. Muchos lubri-cantes se ofrecen con aditivos slidos, prin-cipalmente con MoS2. Son usuales aditivosentre 0,5 y 3 por ciento en peso de MoS2en disolucin coloidal en aceites y entre 1y 10 por ciento en peso en grasas. En acei-tes de elevada viscosidad es necesaria unaconcentracin de MoS2 ms elevada, paramejorar notablemente el efecto lubricante.

    Las dispersiones que constan de part-culas menores de 1 m son muy estables yno se depositan.

    Los lubricantes slidos en el aceite o enla grasa slo contribuyen a la lubricacin siexiste una separacin insuficiente de las su-perficies de contacto (lubricacin parcial).Se mejora la capacidad de trasmitir cargasy se disminuye el rozamiento.

    Un aditivo de lubricante slido en elaceite puede presentar ventajas durante elperiodo de rodaje, si debido a la rugosidadde las superficies de contacto en algunospuntos todava no se forma una pelcula deaceite portante.

    En rodamientos altamente revoluciona-dos, los aditivos de lubricante slidos posi-blemente tengan un efecto perturbador,porque originan un aumento del roza-miento en el rodamiento y de la tempera-tura.

    13 FAG

    14: Efecto de los lubricantes slidos con estructura laminar, p. e. del MoS2

    Material bsico

    Material bsico

    Material bsico

    Planos dedeslizamientoy adhesin

    Planos dedeslizamiento

    Mo

    Mo

    MoS

    S

    S

    S

    Material bsico

  • El lubricante en el rodamientoClculo del par de rozamiento

    1.2 Clculo del par de rozamiento

    El par de rozamiento M de un roda-miento, es decir, la suma de los rozamien-tos por rodadura, por deslizamiento y de-bidos al lubricante, es la resistencia que elrodamiento opone a su movimiento. Lamagnitud de M depende de la solicitacina carga, del nmero de revoluciones y de laviscosidad del lubricante (figura 15). Aqucabe distinguir una parte del par de roza-miento M0 independiente de la carga yotra parte M1 que depende de la carga. Eltringulo negro a la izquierda de la lnea depuntos muestra que si la velocidad de giroes baja y la solicitacin a carga es alta, pue-de aparecer adems una parte relativamen-te alta de rozamiento mixto RM que hayque aadir a M0 y M1, debido a que en estazona las superficies de rodadura todava noestn separadas por una pelcula portantede lubricacin. La zona a la derecha de lalnea de puntos muestra que si bajo condi-ciones normales se ha formado una pelcu-la portante de lubricacin, el par total derozamiento es la suma de M0 y M1 sola-mente.

    M = M0 + M1 [N mm]M [N mm] Par total de rozamiento del

    rodamientoM0 [N mm] Par de rozamiento indepen-

    diente de la cargaM1 [N mm] Par de rozamiento depen-

    diente de la carga

    El rozamiento mixto puede aparecer enlos caminos de rodadura, en los rebordes yen la jaula. Bajo condiciones de serviciodesfavorables puede llegar a ser muy eleva-do, siendo muy difcil de cuantificar.

    En los rodamientos radiales de bolas yen rodamientos de rodillos cilndricos sinjaula solicitados slo por carga radial, laparte de rozamiento mixto segn la figura15 es prcticamente insignificante. El parde rozamiento de los rodamientos de rodi-llos cilndricos solicitados por carga axial secalcula mediante las frmulas indicadas alfinal del apartado 1.2.

    Los rodamientos con elevado porcenta-je de deslizamiento (rodamientos de rodi-llos cilndricos sin jaula, rodamientos derodillos cnicos, rodamientos oscilantes derodillos, rodamientos axiales) funcionan

    fuera de la zona de rozamiento mixto des-pus de la fase de rodaje, si se cumple la si-guiente condicin:

    n / (P/C)0,5 9000n [min1] Nmero de revolcuiones [mm2/s] Viscosidad de servicio del

    aceite o del aceite bsico dela grasa

    P [kN] Carga dinmica equivalenteC [kN] Capacidad dinmica de carga

    El par de rozamiento independiente dela carga M0 depende de la viscosidad deservicio del lubricante y del nmero derevoluciones n. La viscosidad de servicio asu vez est influenciada por el rozamientodel rodamiento a travs de la temperatura.

    Adems influyen el dimetro medio del ro-damiento dm y principalmente el ancho delcontacto de rodadura ms o menos segnel tipo de rodamiento sobre el valor deM0. El par de rozamiento independientede la carga M0 se determina en buena co-rrespondencia con valores de ensayo con lafrmula

    M0 = f0 107 ( n)2/3 dm3 [N mm]

    siendo

    M0 [N mm] Par de rozamiento indepen-diente de la carga

    f0 Factor para el tipo de roda-miento y la lubricacin (ta-bla, figura 16)

    FAG 14

    15: Par de rozamiento de rodamientos en funcin del nmero de revoluciones,viscosidad del lubricante y carga.En los rodamientos de bolas (excepto los axiales) y en rodamientos de rodilloscilndricos solicitados slo por carga radial, el tringulo del rozamiento mixto (a la izquierda) es insignificante, es decir, RM 0

    Par

    de r

    ozam

    ient

    o M

    Nmero de revoluciones n viscosidad

    Carga

    P

    Partes del par de rozamiento:

    Rozamiento del lubricante Mo

    }Rozamiento EHD en el caminode rodadura + rozamiento HDen los rebordes

    M1

    Rozamiento mixto en el camino derodadura y en los rebordes RM

  • El lubricante en el rodamientoClculo del par de rozamiento

    [mm2/s] Viscosidad de servicio delaceite o del aceite bsico dela grasa (figura 5, pgina 6)

    n [min1] Nmero de revolucionesdel rodamiento

    dm [mm] (D + d)/2, dimetro mediodel rodamiento

    El factor f0 se indica en la tabla, figura16, para lubricacin por bao de aceite, enla que el nivel de aceite alcanza, en el roda-miento en reposo, la mitad del cuerpo ro-dante ms inferior. Para igual dimetromedio dm, el factor f0 crece con el tamaode las bolas o la longitud de los rodillos, es

    decir, indirectamente tambin con la sec-cin del rodamiento. Por ello, en la tabla seindican valores ms elevados de f0 para lasseries anchas de rodamientos que para lasestrechas. Si rodamientos radiales funcio-nan en ejes verticales bajo carga radial hayque tomar el doble del valor indicado en latabla de la figura 16. Lo mismo vale si pasamucho aceite de refrigeracin o si el gradode relleno de la grasa es muy alto (es decir,si hay ms grasa de la que pueda evacuarselateralmente).

    Los rodamientos recin engrasados tie-nen, en la fase de rodaje, valores de f0 igua-les a los de rodamientos con lubricacin por

    bao de aceite. Una vez distribuida la gra-sa puede tomarse la mitad del valor f0 de latabla de la figura 16, ya que entonces sertan bajo como en el caso de lubricacin concantidades mnimas de aceite. Al lubricarcon una grasa bien elegida a raz de las con-diciones de servicio, se obtiene un par derozamiento M0 que depende principalmen-te del rozamiento interno del aceite bsico.

    En ensayos cercanos a la prctica es po-sible determinar valores exactos de M0 paralas grasas ms diversas. Bajo demanda,FAG realiza estos ensayos con el aparatoR27, desarrollado expresamente para lamedicin del par de rozamiento.

    15 FAG

    16: Factor f0 para el clculo de M0 en funcin del tipo y serie de rodamientos para lubricacin por bao de aceite. Para lubricacin con grasa despus de la distribucin de la grasa y para lubricacin con cantidades mnimas de aceite debetomarse la mitad de estos valores

    Tipo de rodamiento Factor f0 para Tipo de rodamiento Factor f0 paraSerie lubricacin por bao de aceite Serie lubricacin por bao de aceite

    Rodamientos rgidos de bolas 1,5...2 Rodamientos de agujasNA48, NA49 5...5,5

    Rodamientos oscilantes de bolas12 1,5 Rodamientos de rodillos cnicos13 2 302, 303, 313 322 2,5 329, 320, 322, 323 4,523 3 330, 331, 332 6

    Rodamientos de bolas de contacto angular, de una hilera Rodamientos oscilantes de rodillos72 2 213, 222 3,5...473 3 223, 230, 239 4,5

    231, 232 5,5...6Rodamientos de bolas de contacto angular, de dos hileras 240, 241 6,5...7

    32 3,533 6 Rodamientos axiales de bolas

    511, 512, 513, 514 1,5Rodamientos con cuatro 522, 523, 524 2caminos de rodadura 4

    Rodamientos axiales de rodillos cilndricosRodamientos de rodillos cilndricos 811 3con jaula: 812 4

    2, 3, 4, 10 222 3 Rodamientos axiales oscilantes de rodillos23 4 292E 2,530 2,5 293E 3

    sin jaula: 294E 3,3NCF29V 6NCF30V 7NNC49V 11NJ23VH 12NNF50V 13

  • El lubricante en el rodamientoClculo del par de rozamiento

    El par de rozamiento dependiente de lacarga M1 se obtiene del rozamiento de ro-dadura y del rozamiento de deslizamientoen los bordes y en las superficies-gua dela jaula. El clculo de M1 (vase ecuacin acontinuacin) con el factor f1 (tabla, figu-ra 17) presupone una pelcula separadoraen las superficies de contacto de rodadura( = /1 1). Bajo estas condiciones, M1apenas vara con el nmero de revolucionespero s con la magnitud de las superficies decontacto y con ello, con el ceimiento en-tre cuerpo rodante y camino de rodadura ycon la solicitacin a carga del rodamiento.Otros parmetros son tambin aqu, el tipoy tamao del rodamiento.

    El par de rozamiento dependiente de lacarga M1 se calcula a partir de:

    M1 = f1 P1 dm [N mm]

    siendo

    M1 [N mm] Par de rozamientodependiente de la carga

    f1 Factor para la solicitacin acarga, vase tabla, figura 17

    P1 [N] Solicitacin a cargacorrespondiente a M1, vasetabla, figura 17

    dm [mm] (D + d)/2, dimetro mediodel rodamiento

    En los rodamientos de bolas y oscilan-tes de rodillos, el factor f1 es proporcionala la expresin (P0*/C0)s debido a la curva-tura de la superficie de presin. En los ro-damientos de rodillos cilndricos y de ro-dillos cnicos, f1 permanece constante.Aqu P0* representa la carga equivalente(con solicitaciones dinmicas) y C0 la ca-pacidad de carga esttica. La magnitud delexponente s depende en los rodamientosde bolas, del rozamiento debido al movi-miento de spin. En los rodamientos de bo-las en los que este rozamiento es pequeo,vale s = 0,5; en rodamientos de bolas conun rozamiento debido al spin elevado,como p. e. en rodamientos de bolas de con-tacto angular con un ngulo de contacto de0 = 40, vale s = 0,33, comprese tabla, fi-gura 17.

    17: Factores para el clculo del par de rozamiento dependiente de la carga M1

    Tipo de rodamiento, serie f1*) P11)

    Rodamientos rgidos de bolas (0,0005...0,0009) Fr o 3,3 Fa 0,1 Fr 2)(P0*/C0)0,5

    Rodamientos oscilantes de bolas 0,0003 (P0*/C0)0,4 Fr o 1,37 Fa/e 0,1 Fr 2)

    Rodamientos de bolas de contacto angularde una hilera, = 15 0,0008 (P0*/C0)0,5 Fr o 3,3 Fa 0,1 Fr 2)de una hilera, = 25 0,0009 (P0*/C0)0,5 Fr o 1,9 Fa 0,1 Fr 2)de una hilera, = 40 0,001 (P0*/C0)0,33 Fr o 1,0 Fa 0,1 Fr 2)de dos hileras o de una hileraapareados 0,001 (P0*/C0)0,33 Fr o 1,4 Fa 0,1 Fr 2)

    Rodamientos con cuatro caminos de rodadura 0,001 (P0*/C0)0,33 Fr o 1,5 Fa + 3,6 Fr 2)

    Rodamientos de rodillos cilndricos con jaula 0,0002...0,0004 Fr 3)Rodamientos de rodillos cilndricos sin jaula 0,00055 Fr 3)

    Rodamientos de agujas 0,0015 Fr

    Rodamientos de rodillos cnicos, de una hilera 0,0004 2 Y Fa o Fr 2)Rodamientos de rodillos cnicos, de dos hileras o dos de una hilera, disposicin en X o en O 0,0004 1,21 Fa/e o Fr 2)

    Rodamientos oscilantes de rodillosSerie 213, 222 0,0005 (P0*/C0)0,33

    Serie 223 0,0008 (P0*/C0)0,33 1,6 Fa/e, si Fa/Fr > eSerie 231, 240 0,0012 (P0*/C0)0,5

    Serie 230, 239 0,00075 (P0*/C0)0,5 Fr {1 + 0,6 [Fa/(e Fr)]3},Serie 232 0,0016 (P0*/C0)0,5 if Fa/Fr eSerie 241 0,0022 (P0*/C0)0,5

    Rodamientos axiales de bolas 0,0012 (Fa/C0)0,33 Fa

    Rodamientos axiales de rodillos cilndricos 0,0015 FaRodamientos axiales oscilantes de rodillos 0,00023...0,00033 Fa (siendo Fr 0,55 Fa)

    *) Tomar el valor mayor para las series anchas1) Si P1 < Fr,, debe tomarse P1 = Fr.2) En cada caso deber tomarse el valor mayor.3) Slo para solicitacin radial. En rodamientos de rodillos cilndricos solicitados adems por

    cargas axiales hay que aadir Ma al par de rozamiento M1: M = M0 + M1 + Ma, vase fig. 18.

    Smbolos utilizados en las frmulas:P0* [N] Carga equivalente, calculada a partir de la fuerza dinmica radial Fr y de la fuerza dinmi-

    ca axial Fa, as como con los factores estticos X0 y Y0 (vase Catlogo FAG WL 41520,Clculo ampliado de la duracin)

    C0 [N] Capacidad de carga esttica (vase Catlogo FAG WL 41520)Fa [N] Componente axial de la solicitacin dinmica del rodamientoFr [N] Componente radial de la solicitacin dinmica del rodamientoY, e Factores (vase Catlogo FAG WL 41520)FAG 16

    }

  • El lubricante en el rodamientoClculo del par de rozamiento

    Cuanto mayores sean los rodamientos,tanto ms pequeos son los cuerpos ro-dantes en comparacin al dimetro mediodel rodamiento dm. Es decir, el rozamientodebido al movimiento de spin entre loscuerpos rodantes y los caminos de rodadu-ra crece proporcionalmente ms despacioque dm. En los rodamientos grandes, prin-cipalmente en aqullos con seccin peque-a, pueden obtenerse por lo tanto valoresdel rozamiento M1 mayores en el clculoque en la prctica.

    La solicitacin a carga P1, determinantepara el par de rozamiento dependiente dela carga M1, tiene en cuenta que M1 varacon el ngulo de carga = arc tg (Fa/Fr).Para simplificar el clculo se ha introduci-do aqu como valor de referencia, el factorY, que a su vez depende de Fa/Fr y del n-gulo de carga .

    Al determinar el par de rozamiento derodamientos de rodillos cilndricos, soli-citados tambin por carga axial hay quesumar el par de rozamiento dependiente dela carga axial Ma a los valores de M0 y M1.Aqu vale pues:

    M = M0 + M1 + Ma [N mm]

    y

    Ma = fa 0,06 Fa dm [N mm]fa Factor, dependiente de la solicitacin a

    carga axial Fa y del estado de lubrica-cin (figura 18)

    Con las frmulas explicadas puede de-terminarse con suficiente aproximacin elpar de rozamiento de un apoyo. En la prc-tica pueden haber diferencias si la lubrica-cin total deseada no puede mantenerse yaparece lubricacin mixta. No siempre sealcanza el estado ptimo de lubricacindurante el servicio.

    El momento de arranque de los roda-mientos al poner en marcha las mquinaspuede ser considerablemente ms alto queel valor calculado, principalmente en fro osi los rodamientos tienen obturaciones ro-zantes.

    En los rodamientos con obturacionesrozantes, hay que prever un factor de co-rreccin considerable que multiplica el va-lor del par de rozamiento calculado. En ro-damientos pequeos rellenos de grasa, este

    factor puede ser 9 (p. e. en el 6201.2RSRcon grasa estndar despus de la distribu-cin de la grasa); en rodamientos mayoresel factor puede ser 3 (p. e. en el 6216.2RSRcon grasa estndar despus de la distribu-cin de la grasa). El rozamiento de la ob-turacin depende tambin de la clase de

    consistencia de la grasa y del nmero de re-voluciones.

    El sistema de medicin R27 de FAG esapropiado tambin para la determinacinexacta del par de rozamiento de la obtura-cin.

    17 FAG

    18: Factor fa para determinar el par de rozamiento dependiente de la carga axial Maen rodamientos de rodillos cilndricos solicitados por carga axial

    Para el clculo se necesitan los siguientes parmetros:

    fb = 0,0048 para rodamientos con jaula0,0061 para rodamientos sin jaula

    dm [mm] Dimetro medio del rodamiento = 0,5 (D + d) [mm2/s] Viscosidad de servicio del aceite o del aceite bsico de la grasan [min1] Nmero de revoluciones del aro interiorFa [N] Carga axialD [mm] Dimetro exterior del rodamientod [mm] Dimetro del agujero

    0,2

    0,1

    0,05

    0,03

    0,02

    0,014

    0,01

    fa

    0,15

    0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 30 40

    fb dm n (D2 - d2)1

    Fa2

  • El lubricante en el rodamientoTemperatura de servicio

    1.3 Temperatura de servicio

    La temperatura de servicio de un con-junto de rodamientos aumenta despus dela puesta en marcha y se mantiene cons-tante si entre la produccin de calor y laevacuacin del mismo se ha establecido unequilibrio (temperatura de servicio).

    La temperatura de rgimen t puede de-terminarse con la ecuacin del flujo calor-fico QR [W] producido por el rodamientoy del flujo calorfico QL [W] emitido alambiente. La temperatura del rodamientot depende en alto grado de las condicionesde transmisin trmica entre rodamiento,partes adyacentes y ambiente. Las ecuacio-nes se explican a continuacin. Si se cono-cen los parmetros necesarios Kt y qLB(p. e. a raz de ensayos) puede determinar-se la temperatura del rodamiento t a basedel equilibrio trmico.

    El flujo calorfico QR producido por elrozamiento del rodamiento se calcula apartir del par de rozamiento M [N mm](apartado 1.2) y del nmero de revolucio-nes n [min1].

    QR = 1,047 104 n M [W]

    El flujo calorfico QL emitido se calcu-la a partir de la diferencia [K] entre la tem-peratura del rodamiento t y la del ambien-te tu; de la magnitud de las superficies quetransmiten calor (2dm B); de la densi-dad del flujo calorfico qLB (figura 19) ascomo del factor de refrigeracin Kt. Paralas condiciones de emisin de calor en so-portes normales de toma Kt = 1. En otroscasos, con mejor o peor emisin de calor,vase ms abajo.

    QL = qLB [(ttu)/50] Kt 2 103 dm B [W]qLB [kW/m2] Densidad relativa del flujo

    calorfico, diagrama de lafigura 19

    dm [mm] (D + d)/2B [mm] Anchura

    Kt Factor de refrigeracin= 0,5 emisin mala de calor

    (ambiente caliente, calorexterno)

    = 1 emisin normal de calor(soporte aislado)

    = 2,5 emisin muy buena decalor (viento de frente)

    En el caso de lubricacin por circula-cin, el aceite evaca calor adicionalmen-te. El flujo calorfico emitido se obtiene apartir de las temperaturas de entrada tE yde salida tA del aceite, de la densidad y delcalor especfico del aceite c, as como de lacantidad de aceite m [cm3/min] que pasapor unidad de tiempo. La densidad estcomprendida normalmente entre 0,86 y0,93 kg/dm3; el calor especfico dependedel tipo de aceite y vale entre 1,7 y 2,4kJ/(kg K).

    Qaceite = m c (tA tE)/60 [W]

    Con aceites minerales normales de den-sidad = 0,89 kg/dm3 y c = 2 kJ/(kg K)puede tomarse ms sencillamente:

    Qaceite = 30 Vaceite (tA tE) [W]

    siendo

    Vaceite la cantidad de aceite que pasa [l/min]

    La temperatura del rodamiento t puedecalcularse entonces, igualando

    QR = QL + Qaceite [W]

    El resultado obtenido con este clculode la temperatura generalmente no es muyexacto, ya que las magnitudes usadas, prin-cipalmente qL y Kt por regla general no seconocen bien. Una base satisfactoria se ob-tiene cuando se determina la temperaturade rgimen en una marcha de prueba y apartir de sta se calcula el factor de refrige-racin Kt. Con este factor y en montajescon condiciones de servicio similares po-dr determinarse la temperatura de serviciocon suficiente aproximacin de los roda-mientos de distinto tipo montados y fun-cionando bajo solicitaciones de carga y develocidad diferentes.

    FAG 18

    19: Densidad relativa del flujo calorfico referida a las siguientes condiciones delrodamiento: 70 C en el aro en reposo; 20 C en el ambiente; solicitacin a carga entre 4 y 6 % de C0

    70

    5040

    30

    20

    14

    10

    7

    51 000 2 000 5 0003 000 10 000 20 000 50 000 100 000mm2

    qLB = 20 kW/m2 = const.

    dm B

    kW/m2

    qLB = 20 -0,34

    4 000 mm2dm B

    m2kW

    Den

    sida

    d re

    lativ

    a de

    l flu

    jo c

    alor

    fico

    qLB

  • Sistemas de lubricacinLubricacin con grasa Lubricacin con aceite Lubricacin slida Eleccin del sistema de lubricacin

    2 Sistemas de lubricacin

    Al construir una mquina es aconseja-ble determinar lo ms pronto posible el sis-tema para lubricar los rodamientos monta-dos. La eleccin puede tomarse entre unsistema por aceite y un sistema por grasa.En casos especiales puede preverse una lu-bricacin por lubricantes slidos. Una vi-sin de conjunto de los sistemas usuales delubricacin puede verse en la tabla de la fi-gura 20 (pgina 20).

    2.1 Lubricacin con grasa

    La lubricacin con grasa se usa en un90 % de todas las aplicaciones de roda-mientos. Las ventajas esenciales de una lu-bricacin con grasa son:

    construcciones muy sencillas; mayor eficacia de la obturacin debido

    a la grasa; elevada duracin de servicio mediante

    una lubricacin sin mantenimiento ysin aparatos de lubricacin;

    apropiada para factores de velocidadn dm de hasta 1,8 106 min1 (n, nme-ro de revoluciones; dm, dimetro mediodel rodamiento);

    periodo ms largo hasta el fallo en elcaso de fallar la lubricacin despus dealcanzarse la duracin de servicio de lagrasa si los factores de velocidad sonmoderados;

    par de rozamiento bajo.

    Bajo condiciones normales de servicio yde medio ambiente, la lubricacin por gra-sa puede realizarse muchas veces como lu-bricacin a vida (for-life).

    En el caso de elevadas solicitaciones (n-mero de revoluciones, temperatura, carga)debe preverse una relubricacin con perio-dos de reengrase adecuados. En el caso detiempos de reengrase cortos hay que preveruna bomba para inyeccin de la grasa, ca-nales de alimentacin de la grasa, even-tualmente un disco regulador de la grasa yun recinto colector para la grasa usada.

    2.2 Lubricacin con aceite

    Un sistema de lubricacin con aceite re-sulta adecuado si los elementos de mqui-na prximos deben lubricarse con aceite ocuando sea necesario evacuar calor me-diante el lubricante. La evacuacin de ca-lor puede ser necesaria en el caso de eleva-das velocidades de giro, altas solicitacionesa carga o si la aplicacin de rodamientosest sometida a calor desde afuera.

    En la lubricacin con aceite por peque-as cantidades (lubricacin con cantidadesmnimas), como p. e. lubricacin por go-teo, por neblina de aceite o por aceite y airees posible dosificar la cantidad de aceiteexactamente.

    Esto ofrece la ventaja de que el rozamien-to por chapoteo se evita y el rozamiento delrodamiento puede mantenerse bajo.

    Al usar aire como medio portante de lalubricacin puede conseguirse una alimen-tacin digida y una corriente favorablepara la obturacin.

    La lubricacin por inyeccin de aceitecon grandes cantidades facilita la alimen-tacin precisa de todos los puntos de con-tacto en rodamientos altamente revolucio-nados y una buena refrigeracin.

    2.3 Lubricacin slida

    La lubricacin slida es una lubricacina vida, si existe una unin fuerte del lubri-cante con las superficies funcionales, p. e.en el caso de lacas lubricantes y, en el casode funcionar bajo condiciones de servicio,que originen un desgaste reducido de lacapa. Si se usan lubricantes slidos en formade pastas o polvo es posible una relubrica-cin. Sin embargo un exceso de lubricanteconduce a perturbaciones en el giro.

    En la lubricacin transfer los cuerposrodantes se encargan de llevar pequeascantidades del lubricante slido hasta lazona de contacto. El lubricante slido giracomo masa slida conjuntamente con eljuego de cuerpos rodantes o, en casos espe-ciales, est contenido como elemento alea-do en el material de la jaula. Esta lubrica-cin es muy eficaz y da lugar a tiempos defuncionamiento relativamente largos. Conella se obtiene una relubricacin continua-da hasta que se hayan agotado las partcu-las de lubricante slido.

    2.4 Eleccin del sistema de lubricacin

    Al elegir el sistema de lubricacin debentenerse en cuenta los siguientes aspectos:

    condiciones de servicio de los roda-mientos;

    exigencias respecto al comportamientode los rodamientos con relacin al giro,al ruido, al rozamiento y a la tempera-tura;

    exigencias respecto a la seguridad de ser-vicio, es decir, seguridad respecto al fa-llo prematuro debido al desgaste, a la fa-tiga, a la corrosin o daos debidos aagentes del medio ambiente que hayanentrado en el rodamiento (como porejemplo agua, arena, etc.);

    gastos originados por la instalacin delsistema de lubricacin y el manteni-miento de la misma durante el servicio.

    Una condicin previa importante parauna elevada seguridad de servicio es la ali-mentacin sin perturbaciones de lubrican-te a los rodamientos (presencia constantede lubricante). La presencia de lubricanteno presenta la misma seguridad en los di-ferentes sistemas de lubricacin. Una ali-mentacin de aceite continuada slo es se-gura cuando se controla constantemente.En aplicaciones de rodamientos con lubri-cacin por bao de aceite debe controlarseel nivel de aceite regularmente si se exigeuna elevada seguridad de servicio.

    Los rodamientos lubricados con grasapueden considerarse como suficientemen-te seguros en el servicio si se observan losperiodos de reengrase o si no se sobrepasala duracin de servicio de la grasa en apli-caciones de rodamientos lubricados a vida.Al usar sistemas de lubricacin con relu-bricaciones en intervalos de tiempo cortos,la seguridad de servicio depende del buenfuncionamiento de los aparatos de alimen-tacin. En rodamientos protegidos contrala suciedad, es decir, rodamientos con ta-pas de obturacin a ambos lados (comop. e. los Clean Bearings para variadores lu-bricados con aceite), la seguridad de servi-cio se mantiene ms all de la duracin deservicio de la grasa debido a la lubricacincon aceite.

    Informacin detallada sobre sistemas delubricacin usuales se contienen en la ta-bla, figura 20.

    19 FAG

  • Sistemas de lubricacinEleccin del sistema de lubricacin

    20: Sistema de lubricacin

    Lubricante Sistema de Aparatos para Medidas Factor de velocidad Tipos apropiados,lubricacin el sistema constructivas alcanzable n dm comportamiento

    en min1 mm1) en servicio

    Lubricante Lubricacin a vida - - Principalmente roda-slido 1500 mientos rgidos de bolas

    Relubricacin - -

    Grasa Lubricacin a vida - - 0,5 106 Todos los tipos excepto 1,8 106 para lubri- rodamientos axiales osci-

    Relubricacin Prensa a mano; Orificios de alimentacin, cantes especiales lantes de rodillos, en de-bomba de grasa disco regulador si es apropiados; periodos pendencia de la velocidad

    preciso; cmara colectora de lubricacin segn de giro y el tipo de grasa.de grasa usada diagrama, figura 33 Bajo rozamiento y com-

    (pg, 36) portamiento favorablesLubricacin por Instalacin de Alimentacin por tubos al ruido con grasasaspersin lubricacin2) u orificios; cmara colectora especiales

    de grasa usada

    Aceite Lubricante por bao Varilla de sondeo; Soporte con suficiente 0,5 106 Todos los tipos; absorcin(grandes de aceite tubo de nivel; volumen de aceite; orificios de ruidos en dependen-cantidades) control del nivel de aliviadero; conexiones cia de la viscosidad del

    para aparatos de control aceite; mayor rozamientodel rodamiento por

    Lubricacin por Orificios de alimentacin Hay que determinarlo chapoteo; buena refri-circulacin debida a la del aceite; soporte con sufi- en cada caso geracin; evacuacin alimentacin propia ciente volumen; elementos de partculas abrasivas del rodamiento o de de alimentacin, adaptados en la lubricacin por elementos adicionales a la viscosidad y velocidad circulacin y por

    de giro; tener en cuenta inyeccinel sentido de alimentacinpropio del rodamiento

    Lubricacin Instalacin para Orificios suficientementepor circulacin circulacin de grandes para alimentacin 1 106de aceite aceite2) y evacuacin del aceite

    Lubricacin Instalacin para Alimentacin por toberas probadopor inyeccin circulacin con orientadas; evacuacin por hasta 4 106de aceite toberas de inyeccin5) orificios suficientemente

    grandes

    Aceite Lubricacin por Instalacin de lubri- Orificios de evacuacin 2 106 Todos los tipos; absorcin(cantidades impulsos cacin2); engrasador en dependencia de ruidos en dependen-mnimas) Lubricacin por por goteo; instala- del tipo de rodamiento, cia de la viscosidad;

    goteo cin de lubricacin viscosidad del aceite, rozamiento en depen-por aspersin cantidad de aceite, dencia de la cantidad

    construccin anexa y viscosidad del aceiteLubricacin por Instalacin de lubri- Sistema neumtico deneblina de aceite cacin por neblina; evacuacin, si es preciso

    separador de aceitesi es preciso

    Lubricacin por Instalacin de lubri- Sistema neumtico deaceite y aire cacin por aceite evacuacin, si es preciso

    y aire4)

    1) Depende del tipo de rodamiento y de las condiciones de montaje.2) Instalacin central de lubricacin formada por bomba, recipiente, filtro, tubera, vlvulas y estranguladores.

    Instalacin para circulacin con recuperacin del aceite, eventualmente con refrigerador (vase figuras 21 y 22).Instalacin de lubricacin sin recuperacin con vlvulas con mando de dosificado temporal para pequeas cantidades (de 5 a 10 mm3 por embolada).

    3) Instalacin de lubricacin por neblina formada por recipiente, micronebulizador, tubera, toberas de recompresin, sistema de mando, sistema deabastecimiento de aire comprimido (vase fig. 23).

    4) Instalacin de lubricacin por aceite y aire formada por bomba, recipiente, tubera, distribuidor de dosificacin volumtrica del aceite y del aire,toberas, sistema de mando, sistema de abastecimiento de aire comprimido (vase figura 24).

    5) Dimensionado de las toberas (vase figura 51, pg. 45).

    FAG 20

  • Sistemas de lubricacinEjemplos

    2.5 Ejemplos de diferentes sistemas delubricacin

    2.5.1 Instalacin central de lubricacin

    Figura 21: Se usa para la lubricacin sinrecuperacin y lubricacin por circulacin.Una bomba accionada temporalmente llevaaceite o grasa fluida hasta las vlvulas dedosificado. Con estas vlvulas pueden trans-mitirse cantidades entre 5 y 500 mm3 porembolada. Al determinar los intervalos detiempo y al elegir la cantidad transmitida

    por la vlvula, es posible incluso con unasola bomba alimentar varios puntos de apo-yo con distintas cantidades de lubricanteexactamente definidas de aceite o grasafluida. Para grasas de las clases de consis-tencia 2 a 3 se usan preferentemente insta-laciones de doble tubera, instalacionesprogresivas y de tuberas mltiples. En lasinstalaciones de tuberas mltiples cadauna de las conexiones de la bomba alimentaun punto de lubricacin con grasa o tam-bin con aceite.

    21 FAG

    ba

    1

    2 3

    6

    4

    5

    21a: Esquema de una instalacin central de lubricacin (instalacin de tubera simple). 1 = bomba; 2 = tubera principal; 3 = vlvula de dosificacin; 4 = tuberas a los puntos de lubricacin; 5 = puntos de lubricacin, 6 = aparato de mando

    21b: Ejemplo de una vlvula de dosificacin

  • Sistemas de lubricacinEjemplos

    2.5.2 Lubricacin por circulacin de aceite

    Figura 22: Al usar una lubricacin porcirculacin de aceite con grandes cantida-des de aceite, la distribucin del aceite pue-de realizarse mediante toberas estrangula-doras, ya que la cantidad de aceite que selleva a los rodamientos puede variar dentrode lmites ms o menos restringidos. A tra-vs de las toberas estranguladoras puedenalimentarse bastantes litros de aceite porminuto (lubricacin con refrigeracin).En el circuito de aceite deben preverse, se-gn las exigencias y necesidades a la segu-ridad de servicio, una vlvula limitadorade la presin, un refrigerante, un filtro, unmanmetro, un termmetro, un controldel nivel de aceite y una calefaccin del re-cipiente. La cantidad de aceite que el roda-miento deja pasar depende de la viscosi-dad, es decir, tambin de la temperaturadel aceite.

    2.5.3 Lubricacin por neblina de aceite

    Figura 23: El aire purificado en un filtrode aire comprimido atraviesa un tubo deVenturi, alcanza una elevada velocidad yaspira a travs de un tubo el aceite de un re-cipiente. Una parte del aceite aspirado estransportado como neblina de aceite, lasgotas algo ms grandes no nebulizadas seseparan de la corriente de aire y vuelven alrecipiente de aceite. El tamao de las goti-tas en la neblina est comprendido entre0,5 y 0,2 m. La neblina puede transpor-tarse fcilmente a travs de las tuberas,pero tiene una capacidad de adherenciareducida. Poco antes del rodamiento a lu-bricar, la neblina es recomprimida en una

    vlvula de recompresin o en una tobera derenebulizacin, de tal forma que el aceiteas obtenido es llevado por la corriente deaire en finsimas gotas hasta el rodamiento.

    Ya que la recompresin no siempre estotalmente eficaz, hay que aceptar el hechode que llegue aceite con el aire evacuado almedio ambiente. La neblina de aceite con-tribuye a la polucin del aire. Para la lubri-cacin por neblina de aceite se usan aceiteshasta la clase de viscosidad ISO VG 460.Aceites ms espesos que se quieran nebuli-zar, deben calentarse de tal forma que suviscosidad quede por debajo de 300 mm2/s.

    2.5.4 Lubricacin por aceite y aire

    Figura 24: En una unidad mezcladorade aceite y aire (figura 24b) se inyecta acei-te a travs de una vlvula dosificadora deforma peridica en una corriente de aire deflujo continuo. Un aparato de mando ycontrol se encarga de la conexin peridi-ca de la bomba de aceite. La cantidad deaceite inyectada se transporta de forma se-gura por la corriente de aire a lo largo de lasparedes de la tubera hasta el rodamiento.Para el transporte del flujo de aceite y airese recomienda un tubo de plstico transpa-rente para poder observar el flujo del acei-te. El tubo deber tener un dimetro inte-rior de 2 a 4 mm y una longitud mnima depor lo menos 400 mm para asegurar unabastecimiento uniforme del aceite. As seevita la formacin de neblina de aceite.Pueden usarse aceites hasta ISO VG 1500(viscosidad a la temperatura ambiente deunos 7000 mm2/s). La lubricacin por acei-te y aire tiene la ventaja con relacin a la lu-bricacin por neblina de aceite de que laspartculas mayores de aceite se adhierenmejor a las superficies de los rodamientosy que la mayor parte del aceite queda dentrodel rodamiento, con lo que es muy poco elaceite que llega al medio ambiente a travsde los orificios de salida del aceite.

    FAG 22

    11 10 1110

    99

    8

    6

    7

    5

    34

    2

    1

    ab

    M

    22a: Esquema de una instalacin para circulacin de aceite (ejemplo). 1 = recipiente;2 = instalacin de bombeo; 3 = vlvula limitadora de la presin; 4 = controlelctrico del nivel de aceite; 5 = refrigerante; 6 = termmetro; 7 = manmetro;8 = filtro; 9 = distribuidor (vlvula reguladora del caudal); 10 = puntos de lubricacin; 11 = tubo de recuperacin del aceite

    22b: Ejemplo de una tobera estranguladora

  • Sistemas de lubricacinEjemplos

    23 FAG

    23a: Esquema de una instalacin de lubricacin por neblina de aceite. 1 = filtro de aire; 2 = alimentacin de aire; 3 = reguladorde presin; 4 = bomba; 5 = tubera principal; 6 = aparato nebulizador; 7 = tuberas para la neblina de aceite; 8 = toberas de renebulizacin (puntos de lubricacin); 9 = conduccin del aire de evacuacin

    23b: Esquema de un aparato nebulizador de aceite (tubo de Venturi)

    Alimentacin de aire Tubo de VenturiEntradadel aceite Deflector Tubera

    Tubo de aspiracin

    Recipiente de aceite

    Salida de laneblina de aceite

    8

    7

    8

    9

    621

    3

    4 5

    a b

    24a: Esquema de una instalacin de lubricacin por aceite y aire (segn Woerner). 1 = bomba de aceite con intermitencia regulada;2 = conduccin de aceite; 3 = conduccin de aire; 4 = unidad mezcladora de aceite y aire; 5 = dosificacin del aceite; 6 = dosificacin del aire; 7 = cmara mezcladora; 8 = conduccin de aceite y aire

    24b: Unidad mezcladora de aceite y aire

    Conduccin deaceite y aireal punto delubricacin

    Conduccinde aceite

    Conduccinde aire

    87

    4

    65

    3

    21

    ab

  • Sistemas de lubricacin Eleccin del lubricanteEjemplos

    2.5.5 Lubricacin por aspersin deaceite o grasa

    La instalacin necesaria para este tipode lubricacin es de construccin anlogaa la instalacin para lubricacin por aceitey aire. Con un aparato de mando se abreuna vlvula magntica para el aire pulveri-zador. La presin del aire a su vez abre unavlvula de cierre para el lubricante de man-do neumtico durante la duracin del im-pulso pulverizador. El lubricante se lleva a

    la tobera pulverizadora con ayuda de unaprensa lubricadora central. En la toberapulverizadora (figura 25) el aire arrastra ellubricante que ha sido llevado. El aspectoresultante del pulverizado depende de laforma y del tamao del orificio. Es necesa-ria una presin entre 1 y 2 bar. Pulveriza-dos muy finos se consiguen con 4 a 5 bar.Pueden usarse grasas de las clases de con-sistencia 000 hasta 3 y aceites hasta ISOVG 1500 (viscosidad a la temperatura am-biente de unos 7000 mm2/s).

    3 Eleccin del lubricante

    En la mayora de los casos que aparecenen la prctica, las condiciones de servicioson tales, que los rodamientos no presen-tan exigencias demasiado elevadas con res-pecto a la lubricacin. Incluso muchosrodamientos funcionan en la zona de ro-zamiento mixto. Sin embargo, si se quiereaprovechar ntegramente toda la capacidadde los rodamientos, hay que respetar las si-guientes indicaciones.

    Las grasas, los aceites y los lubricantesslidos recomendados por los fabricantesde rodamientos satisfacen las especificacio-nes indicadas a continuacin para los lu-bricantes de rodamientos. Con stas y unaadecuada eleccin se facilita una lubrica-cin eficaz en una amplia zona de revolu-ciones y solicitaciones.

    Las grasas para rodamientos estn espe-cificadas en la norma DIN 51825. As,p. e., tienen que alcanzar un determina-do tiempo de funcionamiento F50 a la tem-peratura de servicio superior, en el bancode ensayos para grasas de rodamientosFE9 de FAG (DIN 51821).

    Los lubricantes para la zona de roza-miento mixto bajo elevadas solicitaciones acarga o de baja viscosidad de servicio a ele-vadas temperaturas se clasifican a base desu comportamiento respecto al rozamien-to y al desgaste. En estos casos, el desgasteslo puede evitarse si se forman capas lmi-tes separadoras en las zonas de contacto,p. e. debido a la reaccin de aditivos consuperficies metlicas originada por altaspresiones y una temperatura correspon-diente al aditivo en la zona de contacto derodadura. Para verificar estos lubricantesse utilizan los bancos de ensayos FE8 deFAG (E DIN 51819).

    Al usar aceites minerales altamente adi-tivados, como por ejemplo aceites hipoi-dales o aceites sintticos hay que prestaratencin a la compatibilidad con los mate-riales usados para la obturacin y con ma-teriales de los rodamientos (principalmen-te los materiales de las jaulas).

    FAG 24

    25: Tobera pulverizadora para grasa

    Aire

    Grasa

  • Eleccin del lubricanteGrasa

    25 FAG

    26: Eleccin de la grasa segn diferentes criterios

    Criterios para la eleccin de la grasa Propiedades de la grasa a elegir (vase tambin apartado 3.1)

    Condiciones de servicio Eleccin de la grasa segn diagrama, figura 28 (pg. 27)Factor de velocidad n dm Para factor de velocidad n dm elevado: clase de consistencia 2 a 3;Relacin de cargas P/C para relacin de cargas P/C elevada: clase de consistencia 1 a 2

    Exigencias a las condiciones de funcionamientoPoco rozamiento, tambin al arrancar Grasa de la clase de consistencia 1 a 2 con aceite bsico sinttico de baja viscosidad

    Rozamiento bajo y constante en rgimen estable, Grasa de la clase de consistencia 3 a 4, cantidad de grasa 30 % del espacio libre, oadmitiendo rozamiento mayor al arrancar grasa de la clase de consistencia 2 a 3, cantidad de grasa < 20 % del espacio libre

    Poco ruido Grasa silenciosa (elevada pureza) de la clase de consistencia 2

    Condiciones de montajePosicin inclinada o vertical del eje Grasa adherente de la clase de consistencia 3 a 4de los rodamientos

    Aro exterior gira, aro interior en reposo o fuerza Grasa de la clase de consistencia 2 a 4 con mucho espesante;centrfuga sobre el rodamiento grado de relleno en funcin del nmero de revoluciones

    MantenimientoRelubricacin frecuente Grasa blanda de la clase de consistencia 1 a 2

    Relubricacin ocasional; lubricacin a vida Grasa estable al amasamiento de la clase de consistencia 2 a 3;temperatura admisible muy por encima de la temperatura de servicio

    Condiciones del medio ambienteElevada temperatura, lubricacin a vida Grasa estable para elevadas temperaturas con aceite bsico sinttico y espesante

    estable para elevadas temperaturas (eventualmente sinttico)

    Elevada temperatura; relubricacin Grasa que no forme residuos a elevadas temperaturas; larga duracin de servicioa elevada temperatura

    Bajas temperaturas Grasa con aceite bsico sinttico de baja viscosidad y espesante apropiado;clase de consistencia 1 a 2

    Medio polvoriento Grasa espesa de la clase de consistencia 3

    Agua de condensacin Grasa emulgente, p.e. grasa saponificada a base de sodio

    Agua de salpicadura Grasa hidrfuga, p.e. saponificada a base de calcio de la clase de consistencia 3

    Medios agresivos (cidos, sosas, etc.) Grasa especial; pregunte a FAG o al fabricante de grasas

    Radioactividad Hasta dosis energtica de 2 104 J/kg: grasas para rodamientos segn DIN 51 825;hasta dosis energtica de 2 107 J/kg: pregunte a FAG

    Solicitacin por vibraciones Grasa EP saponificada a base de litio de la clase de consistencia 2; relubricacin frecuente.Si la solicitacin por vibraciones no es demasiado alta, grasa saponificada a base de litio de la clase de consistencia 3

    Vaco Hasta 105 mbar, en funcin de la temperatura y del aceite bsico, grasas segn DIN 51 825;con vaco mayor, pregunte a FAG

  • Eleccin del lubricanteGrasa

    27: Propiedades de las grasas

    Tipo de grasa Propiedades

    Espesante Aceite Rango de Punto Resistencia Resistencia Relacin Apropiado Indicaciones especialesbsico tempera- de goteo al agua a la de precio* para roda-

    Tipo Jabn turas C C presin mientos

    Normal Aluminio Aceite -20...70 120 ++ + 2,5...3 + Se hincha con aguamineral

    Calcio -30...50 80...100 +++ + 0,8 + Buena obturacin contra aguaLitio -35...130 170...200 +++ + 1 +++ Grasa mltipleSodio -30...100 150...190 - ++ 0,9 ++ Emulge con agua

    Litio PAO -60...150 170...200 +++ ++ 4...10 +++ Para temperaturas bajasy elevadas; alta velocidad de giro

    Litio Ester -60...130 190 ++ + 5...6 +++ Para bajas temperaturas;alta velocidad de giro

    Complejo Aluminio Aceite -30...160 260 +++ + 2,5...4 +++ Grasa mltiplemineral

    Bario -30...140 220 ++ ++ 4...5 +++ Grasa mltiple, resistenteal vapor

    Calcio -30...140 240 ++ ++ 0,9...1,2 +++ Grasa mltiple, tiende aendurecerse

    Litio -30...150 240 ++ ++ 2 ++ Grasa mltipleSodio -30...130 220 + + 3,5 +++ Grasa mltiple para

    temperaturas altas

    Aluminio PAO -60...160 260 +++ ++ 10...15 + Para amplia zonade temperaturas; de fciltransporte

    Bario -60...160 220 +++ +++ 15...20 +++ Para temperaturas bajasy elevadas; alta velocidad de giro

    Calcio -60...160 240 +++ +++ 15...20 +++ Para temperaturas bajasy elevadas; alta velocidad de giro

    Litio -40...180 240 ++ +++ 15 +++ Para amplia zonade temperaturas

    Bario Ester -40...130 200 ++ ++ 7 +++ Para bajas temperaturasCalcio -40...130 200 +++ ++ 7 +++ y elevadas velocidades de giro

    bajo solicitacin a carga mediaLitio -40...180 240 ++ + 10 +++ Para zona de temperaturas

    muy amplia

    Litio Aceite de -40...180 240 ++ - 20 ++ Para zona de temperaturas muysilicona amplia bajo carga P/C

  • Eleccin del lubricanteGrasa

    3.1 Eleccin de la grasa apropiada

    Las grasas se distinguen ante todo por suscomponentes principales: espesante y aceitebsico. Como espesantes se usan general-mente jabones normales de base metlica,pero tambin jabones complejos como ben-tonita, poliurea, PTFE o FEP. Como aceitesbsicos se emplean aceites minerales o sin-tticos. La viscosidad del aceite bsico deter-mina conjuntamente con la parte porcen-tual del espesante la consistencia de la grasay la formacin de la pelcula lubricante.

    Igual que los aceites lubricantes, las gra-sas contienen adems activadores (aditivos)para mejorar sus propiedades qumicas ofsicas, como p. e. la estabilidad antioxi-dante, la proteccin contra corrosin o laproteccin contra el desgaste bajo altas so-licitaciones (aditivos EP).

    En la tabla de la figura 27 se da una ideageneral de los tipos de grasa ms apropia-dos para la lubricacin de los rodamientos.Los valores indicados en la tabla son valo-res medios. Datos ms precisos pueden ob-tenerse de los fabricantes de grasas. Lamayora de las grasas indicadas se fabrican

    con diferentes grados de penetracin. Conayuda de la tabla es posible una primeraorientacin.

    Indicaciones ms precisas para la elec-cin de la grasa se obtienen en las explica-ciones siguientes y en el resumen de la ta-bla de la figura 26 (pg. 25).

    3.1.1 Solicitacin debida a la velocidadde giro y a la carga

    La influencia de la velocidad de giro y lacarga en la eleccin de la grasa se indica enel diagrama de la figura 28. Para ello se ne-cesita:

    C [kN] Capacidad de carga dinmicaP [kN] Carga dinmica equivalente

    sobre el rodamiento (para elclculo, vase Catlogo FAG)

    n [min1] Nmero de revolucionesdm [mm] Dimetro medio (D+d)/2

    del rodamientoka Factor dependiente del

    rozamiento por deslizamientosegn el tipo de rodamiento

    El diagrama de la figura 28 est dividi-do en tres sectores de solicitacin. Bajo so-licitacin a carga radial se utiliza la orde-nada izquierda, bajo solicitacin a cargaaxial, la derecha.

    En los casos contenidos en la zona N,pueden utilizarse casi todas las grasas pararodamientos del tipo K segn DIN 51 825para la lubricacin. Hay que exceptuar lasgrasas con aceite bsico de viscosidad ex-trema y grasas de extrema consistencia, ascomo algunas grasas especiales como p. e.grasas de silicona, que deben usarse sola-mente hasta solicitaciones a carga de P/C =0,03.

    Si las solicitaciones se encuentran en laesquina superior derecha de la zona N, esdecir, si al mismo tiempo existen cargas yvelocidades de giro elevadas, puede ser ne-cesaria una grasa termorresistente debido atemperaturas de servicio mayores. La tem-peratura superior admisible de las grasasdebe ser considerablemente superior a latemperatura de servicio.

    En la zona HL se encuentran aplicacio-nes de rodamientos altamente solicitadas acarga. Aqu debern elegirse grasas con un

    27 FAG

    28: Eleccin de la grasa segn la relacin de la carga P/C y el factor de velocidad del rodamiento ka n dm

    HL

    N

    HN

    0,9

    0,6

    0,3

    0,15

    0,09

    0,06

    0,03

    0,0250 000 100 000 200 000 400 000 1 000 000

    0,6

    0,4

    0,2

    0,1

    0,06

    0,04

    0,02

    0,013

    ka n dm [min-1 mm]

    P/C

    en

    rod

    amie

    ntos

    sol

    icita

    dos

    a c

    arga

    rad

    ial

    P/C

    en

    rod

    amie

    ntos

    sol

    icita

    dos

    a c

    arga

    axi

    al

    Zona NZona de servicio normal.Grasas para rodamientos K segn DIN 51825.

    Zona HLZona de elevadas solicitaciones a carga.Grasas para rodamientos KP segn DIN 51825 u otrasgrasas apropiadas.

    Zona HNZona de elevadas velocidades de giro.Grasas para rodamientos altamente revolucionados.Para tipos de rodamiento con ka > 1, grasas KP segnDIN 51825 u otras grasas apropiadas.

    Valores de kaka = 1 Rodamientos rgidos de bolas, rodamientos de bo-

    las de contacto angular, rodamientos con cuatrocaminos de rodadura, rodamientos oscilantes debolas, rodamientos de rodillos cilndricos solicita-dos a carga radial, rodamientos axiales de bolas.

    ka = 2 Rodamientos oscilantes de rodillos, rodamientosde rodillos cnicos, rodamientos de agujas.

    ka = 3 Rodamientos de rodillos cilndricos solicitados acarga axial, rodamientos de rodillos cilndricos sinjaula.

  • Eleccin del lubricanteGrasa

    aceite bsico de mayor viscosidad, con adi-tivos EP y eventualmente con aditivos delubricantes slidos. En rodamientos alta-mente solicitados a carga y a baja velocidadde giro, estos aditivos se encargan de queen lugar de la lubricacin hidrodinmica,que a veces falta (lubricacin parcial) actela lubricacin qumica y la lubricacinseca.

    Las solicitaciones en la zona HN estncaracterizadas por elevadas velocidades degiro y cargas reducidas. En el caso de ele-vados nmeros de revoluciones debe serbajo sobre todo el rozamiento ocasionadopor la grasa y la grasa debe tener una eleva-da capacidad de adherencia. Estas condi-ciones previas se alcanzan con grasas quetengan un aceite de ster ligero como acei-te bsico. Por regla general, los valores in-dicados por los fabricantes de grasas para elfactor de velocidad admisible de una grasason tanto ms elevados cuanto menor es laviscosidad del aceite bsico.

    3.1.2 Exigencias a las condiciones demarcha

    Un rozamiento reducido y constante esde gran importancia en las aplicaciones derodamientos que realicen movimientos deadaptacin sin trabazones, como p. e. ro-damientos montados en telescopios. Paraestos casos se usan grasas lticas con aditi-vos EP, con aceite bsico viscoso y co