El método que a continuación se presenta, se denomina el Método Gráfico y a través de su apli- cación podemos determinar y ó verificar la visco- sidad requerida por parte de un aceite lubricante de engranajes industriales cerrados que son lu- bricados por salpique.
También permite seleccionar la viscosidad del lubricante requerida por los sistemas de engra- najes industriales cerrados, que cuentan con sis- tema de lubricación por circulación, realizando, posterior a la determinación de la viscosidad y su consecuente grado ISO, la corrección del mismo, seleccionando el grado ISO inferior subsiguiente al obtenido aplicando el método, que como se enuncia en el párrafo inicial, es el método directo para la selección de la viscosidad de los aceites de sistemas de engranajes industriales cerrados que son lubricados por salpique.
Y se incrementa el grado ISO al superior subsi- guiente cuando y después de efectuar la correc- ción anterior, se trate de lubricar sistemas que cuentan con engranajes del tipo tornillo sinfín - corona y del tipo engranajes hipoidales.
Es también efectuada la corrección del resulta- do de viscosidad y grado ISO obtenido, incrementando al grado ISO superior subsiguien- te, cuando aún y a pesar de no contar dentro del
A continuación se citan dos ejemplos para los cuales se requirió conjugar las correcciones cita- das y que adicionalmente ilustran para el ejem- plo 2. el criterio a seguir cuando se trate de aproxi- mar una viscosidad que es no coincidente, bien sea por exceso ó por defecto, con alguna de las curvas paramétricas que sobre el Nomograma de la figura 2 representan a los diferentes gra- dos ISO.
Ejemplo:
Resultados de Lubricación por Lubricación por Método Salpique Circulación 1.Vis. Exacta 100 100 68 2.Vis. Interm. 120 100 100
Resultados de Lubricación por Lubricación por Método Salpique con Circulación con Engranajes tipo Engranajes tipo Hipoidales y/ó de Hipoidales y/o de Tornillo Sinfin Tornillo Sinfín
Corona Corona
1.Vis. Exacta 100 150 100
2.Vis. Interm. 120 150 150
a. PROCEDIMIENTO
Los pasos para aplicar este método son:
- Paso Primero: recopilación de los datos siguien tes:
Potencia (HP)*
Velocidad de salida (rpm)
sistema con los tipos de engranajes particular- mente mencionados, este se encuentre trabajan- do bajo condiciones de severa de vibración y ó presencia de cargas cíclicas de choque..
Relación total de reducción = rpm e n t r a d a / rpm salida.
Tipo de Accionamiento bien sea por motor de combustión interna ó motor eléctrico ó Turbina. Tipo de Engranajes.
- Paso Segundo: Uso del gráfico de la figura 1: En la escala inferior de la figura, localiz la po- tencia transmitida (HP)*, afectada por la eficien- cia de transmisión (si se conoce), y en la esca- la inmediatamente superior se localiza, la velo- cidad de salida (rpm); luego por estos dos pun- tos se traza una línea recta que corte a la línea de pivote.
En la escala superior se localiza la relación to- tal de reducción crítica (ó sea la del par de en- granajes que más reducción ofrezcan dentro del general de trenes de engranaje con que la caja cuenta) y a partir de ella se proyecta una recta hasta el punto antes marcado sobre la línea pi- vote; esta recta corta la escala de viscosidad media del aceite en cSt a 55ºC (Temperatura típica de diseño a la cual funciona normalmen- te un sistema de engranajes industriales cerra- dos) línea de temperatura sobre la cual se ubi- ca el corte y se lee el valor correspondiente de viscosidad.
*Casi siempre oscila entre 0.97 a 0.99, pero para el caso más critico si no se conoce se empleará el factor de 1.00.
Relación total de reducción.
1.000 400 200 50 30 10 0
500 300 100 40 20 5 Viscosidad media del aceite en cSt a +55ºC
190 170 150 130 110 90 70 50 30 180 160 140 120 100 80 60 40 Línea de pivote 1 3 5 20 40 100 300 500 2.000 Velocidad de salida, r.p.m. 2 4 10 30 50 200 400 1.000 Potencia transmitida, H.P. 1 3 5 20 40 100 300 500 2.000 2 4 10 30 50 200 400 1.000 3.000 190 170 150 130 110 90 70 50 30 180 160 140 120 100 80 60 40 1 3 5 20 40 100 300 500 2.000 2 4 10 30 50 200 400 1.000 1 3 5 20 40 100 300 500 2.000 2 4 10 30 50 200 400 1.000 3.000 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 # # 2 1 0 # # # # # # # # VISCOSIDAD C I N E M A T I C A CENTIESTOKES ACEITES CON KVI < 100 140.000 60.000 30.000 15.000 10.000 5 . 0 0 0 3 . 0 0 0 1 . 6 0 0 1 . 0 0 0 5 0 0 3 0 0 2 0 0 1 5 0 1 0 0 8 5 4 8 3 0 2 0 ISO 1 5 # # 1 0 # 9 # 8 # 7 # 6 # 5 # # 4 # # 2 # # # 0 # 4 0 50 6 0 70 8 0 9 0 1 0 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 150 1 6 0 170 1 8 0 1 9 0 # # 2 1 0 # # # # # # 2 5 0° F 4 10 16 2 1 2 7 3 2 3 8 4 9 54 6 0 6 6 71 77 8 2 8 8 9 3 9 9 1 0 4 110 116 1 2 1°c GRAFICO ASTM DE VISCOSIDAD-TEM/TURA STANDARD PARA LOS ACEITES INDUSTRIALES DERIVADOS ' PETROLEO
Figura 1
ADITIVACION 1. Engranajes rectos API GL 1 ó 2 Mineral puro ó turbina ó
hidráulico. 2. Helicoidales API GL 2 ó 3 Hidráulico ó motor ó
automotriz ó engranajes industriales. Corona tornillo sinfín API GL 5 Engranajes Industriales
con moderado EP Hipoidales API GL 3 ó 4 Engranajes Automotrices
con automotriz máximo EP
NOTA: Salvo en casos en que los sistemas de
engranajes se encuentran expuestos a contami- nación regular con humedad, se recomienda la selección de aceites con características tipo compound.
c.CONSIDERACIONES PARA SELECCIONAR UN LUBRICANTE SINTETICO
Sistemas de engranajes industriales cerrados con temperaturas de operación mayores a 70°C, se recomienda utilizar aceites sintéticos tipo PAO preferiblemente y para casos extremos los tipo PEG (Polietylen Glicol,) y ó tipo diésteres . Ejemplo: Para un sistema de engranajes indus- triales cerrados, del cual desconocemos informa- ción del lubricante a utilizar, hallar el grado ISO del aceite a determinar y considerando que el sis- tema cuenta con lubricación por circulación: Datos: -Motor eléctrico
-Engranajes cilindricos de dientes rectos.
-Potencia Transmitida (HP) -Velocidad de entrada y salida
- Paso Tercero: Con el valor de la viscosidad
leído en la figura 1 y con la temperatura media de 55ºC, se halla el grado ISO del aceite a em- plear mediante el Nomograma que representa la curvas de viscosidad paramétricas de los diferentes grados ISO mostrados en la Figura 2.
- Paso Cuarto: Se corrige el grado ISO:
- Incrementándolo al mayor siguiente superior sí el reductor está compuesto de engranajes cónicos helicoidales ó tornillo sinfín-corona. - Reduciéndolo al menor siguiente, sí el reductor está siendo lubricado por circulación.
b. CONSIDERACIONES PARA ESCOGER EL GRADO DE ADITIVACION REQUERIDO
La selección del grado de aditivación depende del mayor ó menor grado de exposición al desgaste en que se vean envueltas por condiciones de di- seño de los engranajes, las superficies de los dientes de engrane, determinando así y en orden de menor protección a mayor protección, partien- do en primer lugar con el nivel de lubricidad natu- ral ó mejorada que provea el lubricante y siguién- dole con mayor protección el aditivo antidesgaste, el de extrema presión de carácter no activo y el de extrema presión de carácter activo respecti- vamente. El tipo de engranajes que demandan el más severo nivel de protección al desgaste son los del tipo hipoidal y el menos severo el los cilín- dricos de dientes rectos.
- Paso Cuarto
Por tratarse de un sistema de lubricación por cir- culación debe disminuirse el grado ISO enuno, por el cual: Grado ISO final = 100; y el grado de aditivación correspondiente a un aceite API GL 1ó 2, dadas las caracterísitcas demandadas por la lubricación de los sencillos engranajes con que está construida esta caja reductora, los cuales son cilíndricos de dientes rectos.
-Relación de transmisión -Temperatura de operación 55°C Solución: - Paso Primero - Potencia = 45CV x 0.98 = 44.1 CV (de 1 a 2) Pt (HP) = 44.1 CV x 0.9863 HP/CV – 43.5 HP - Potencia transmitida de 3 a 4 43.5 HP x 0.98 Pt = 42.63 HP
- Velocidad de entrada n1 = 1.000 rpm (en motores eléctricos, asumir 1.700 rpm,
cuando no se conozca) - Velocidad de salida n2 = 200 rpm.
- Relación total de reducción = n1 / n2 = 1.000 / 200 = 5 = i
(a) (b)
Relación total de reducción. 1.000 400 200 50 30 10 0 500 300 100 40 20 5
Viscosidad media del aceite en cSt a +55ºC
190 170 150 130 110 90 70 50 30 180 160 140 120 100 80 60 40 Línea de pivote 1 3 5 20 40 100 300 500 2.000 Velocidad de salida, r.p.m. 2 4 10 30 50 200 400 1.000 Potencia transmitida, H.P. 1 3 5 20 40 100 300 500 2.000 2 4 10 30 50 200 400 1.000 3.000
Relación total de reducción. 1.000 400 200 50 30 10 0 500 300 100 40 20 5
Viscosidad media del aceite en cSt a +55ºC
190 170 150 130 110 90 70 50 30 180 160 140 120 100 80 60 40 Línea de pivote 1 3 5 20 40 100 300 500 2.000 Velocidad de salida, r.p.m. 2 4 10 30 50 200 400 1.000 Potencia transmitida, H.P. 1 3 5 20 40 100 300 500 2.000 2 4 10 30 50 200 400 1.000 3.000 - Paso Segundo
En la escala inferior de la Figura 1, se ubica el valor de Pt (43.5 HP), y en la de velocidad de salida el de 200 rpm. Se traza una recta que se prolonga hasta que corte la línea de pivote. Sobre la escala superior se marca el valor de re- lación total de reducción y se proyecta una línea recta hasta el punto antes marcado sobre la línea de pivote, en el punto de corte con la escala de viscosidad media se lee el valor de 72 cSt a 55°C.
- Paso Tercero
Con el valor de 72 cSt y una temperatura me- dia de 55°C (131°F) se ubica el gráfico de la figura 1 el punto de corte de estos dos valores; dicho punto se encuentra cerca a la línea ISO 150 40 50 60 70 80 90 100 120 130 140 150 160 170 180 190 2 0 0 210 2 2 0 2 3 0 2 4 0 2 5 0 VISCOSIDAD CINEMATICA CENTIESTOKES ACEITES CON KVI < 100 140.000 60.000 30.000 15.000 10.000 5.000 3.000 1.600 1.000 5 0 0 3 0 0 2 0 0 1 5 0 1 0 0 8 5 4 8 3 0 2 0 ISO 1 5 1500 1000 1 0 800 9 680 8 460 7 320 6 220 5 150 100 4 68 46 2 32 22 15 0 10 40 50 60 70 80 90 100 120 130 140 150 160 170 180 190 2 0 0 210 2 2 0 2 3 0 2 4 0 2 5 0°F 4 10 16 21 27 32 38 49 54 60 66 71 77 82 88 93 99 104 110 116 121°c GRAFICO ASTM DE VISCOSIDAD-TEM/TURA STANDARD PARA LOS ACEITES INDUSTRIALES DERIVADOS ' PETROLEO
FIGURA 2 (Para Aceites Shell Tivela WA, WB y SD) 40 50 60 70 80 90 1 0 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0 2 2 0 2 3 0 2 4 0 2 5 0 VISCOSIDAD CINEMATICA CENTIESTOKES ACEITES CON KVI < 100 140.000 60.000 30.000 15.000 10.000 5.000 3.000 1.600 1.000 500 300 200 150 100 85 48 ISO 30 20 460 15 320 220 10 150 9 8 7 6 5 4 2 0 40 50 60 70 80 90 100 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250°F 4 10 16 21 27 32 38 49 54 60 66 71 77 82 88 93 99 104 110 116 121°c GRAFICO ASTM DE VISCOSIDAD-TEM/TURA STANDARD PARA SHELL TIVELA WA(150), WB(220) Y SD(460)