Use el aceite que pide la placa del reductor o el manual. CLP es la clase de aceite para engranajes de la norma alemana DIN 51517 parte 3, con aditivo de extrema presión (EP) para dientes bajo carga alta. ISO VG indica qué tan espeso es el aceite a 40 °C; 220 y 320 son los más comunes. AGMA es la escala estadounidense, y el sufijo EP indica el aditivo. "CLP 220" y "AGMA 5 EP" piden el mismo aceite: ISO VG 220 con aditivo EP.
El reductor es la caja de engranajes que baja la rotación del motor y multiplica el torque (fuerza de giro), como la marcha suave de una bicicleta en subida. Toda la fuerza pasa por una franja estrecha, de cerca de un milímetro de ancho, entre los dientes, donde solo una capa fina de aceite, la película, separa metal de metal. Por eso el aceite de reductor tiene química propia, ensayada para carga, y la viscosidad sola no basta.
¿Qué aceite usar en cada reductor?
El grado sale de la placa; la familia del aceite sale de las condiciones de la caja. El cuadro resume la elección entre los aceites para reductores industriales de Kelpen Oil.
| Si en su planta… | Use | Por qué |
|---|---|---|
| Reductor de engranajes con la caja a temperatura normal y cambio de aceite sin dificultad | línea Turan EP, en el grado de la placa | Aceite mineral conforme a DIN 51517 parte 3, del ISO VG 68 al 1000, con el menor costo por litro |
| Caja muy caliente, arranque en frío o cambio costoso (turbina eólica, extrusora de plástico, reductor de acceso difícil) | línea Turan S, en el grado de la placa | Base 100% sintética (aceite base hecho por síntesis química, en lugar de refinado directo del petróleo): la viscosidad varía menos con la temperatura y el aceite resiste más la oxidación (el envejecimiento del aceite por el calor y por el oxígeno del aire), lo que permite alargar el intervalo de cambio |
| Reductor de tornillo sin fin (un tornillo que gira una corona de bronce) | Consulte al Equipo Técnico de Kelpen Oil antes de elegir | El aditivo EP puede atacar el bronce |
| Reductor sin placa o con especificación ilegible | Cálculo del grado por el Equipo Técnico de Kelpen Oil | El grado depende de velocidad, carga y temperatura, y el cálculo parte de los datos del reductor |
| Aceite en uso y duda sobre cuándo cambiarlo | Análisis del aceite en uso, en el laboratorio de Kelpen Oil | Viscosidad, acidez, agua y partículas muestran la condición real del aceite |
¿Qué significan CLP, ISO VG y AGMA?
CLP y AGMA con sufijo EP indican el tipo de aceite y la viscosidad; ISO VG indica solo la viscosidad. Si la placa trae apenas el ISO VG, confirme en el manual si el reductor pide aditivo EP, o consulte al Equipo Técnico de Kelpen Oil.
CLP es la clase de la DIN 51517 parte 3: aceite para engranajes con protección contra la oxidación y la corrosión y con aditivo EP, cuya capacidad de carga se comprueba en ensayo. Cuando la base es sintética, la DIN 51502 (la norma alemana que da las siglas de los lubricantes) agrega un sufijo: CLP HC para hidrocarburo sintético y CLP PG para poliglicol. Es la especificación más común en la placa de los reductores industriales europeos y brasileños.
ISO VG es el grado de viscosidad: la viscosidad cinemática a 40 °C, medida en mm²/s, unidad también llamada centistokes (cSt). La ISO 3448 admite 10% por encima o por debajo del número del grado: el ISO VG 220, por ejemplo, va de 198 a 242 cSt. Es la misma escala de los aceites hidráulicos, explicada en el artículo sobre tipos de aceites hidráulicos.
AGMA es la numeración de la American Gear Manufacturers Association (asociación estadounidense de fabricantes de engranajes), en la norma AGMA 9005. El sufijo EP indica aditivo de extrema presión.
¿Cuál es la tabla de aceite de reductor?
La conversión directa es: ISO VG 68 equivale a AGMA 2 EP; 100 a 3 EP; 150 a 4 EP; 220 a 5 EP; 320 a 6 EP; 460 a 7 EP; 680 a 8 EP; y 1000 a 8A EP. La tabla muestra en cada escalón las líneas Turan EP (mineral) y Turan S (sintética) de Kelpen Oil. Los Grupos IV y V son las clases de la clasificación API (American Petroleum Institute) en que se ubican los aceites base sintéticos.
| ISO VG (cSt a 40 °C) | AGMA | Kelpen Oil mineral | Kelpen Oil sintético (Grupos IV y V) |
|---|---|---|---|
| 68 | 2 EP | Turan EP 68 | Turan S 68 |
| 100 | 3 EP | Turan EP 100 | no hay |
| 150 | 4 EP | Turan EP 150 | Turan S 150 y Turan S 150 GREEN |
| 220 | 5 EP | Turan EP 220 | Turan S 220 |
| 320 | 6 EP | Turan EP 320 | Turan S 320 |
| 460 | 7 EP | Turan EP 460 | Turan S 460 |
| 680 | 8 EP | Turan EP 680 | Turan S 680 |
| 1000 | 8A EP | Turan EP 1000 | Turan S 1000 |
Toda la línea Turan EP, del ISO VG 68 al 1000, cumple la DIN 51517 parte 3. Del ISO VG 100 al 1000, cumple también la AGMA 9005-F16, edición de 2016 de la norma AGMA 9005. La línea Turan S cumple los principales requisitos de tres normas: DIN 51517 parte 3 (categoría CLP); ISO 12925-1, en las clases CKC y CKD, de aceite para engranajes cerrados con aditivo EP; y AGMA 9005-E02, edición de 2002. El grado AGMA 8A EP del ISO VG 1000 viene de la tabla pública de conversión; los boletines del Turan EP 1000 y del Turan S 1000 no declaran grado AGMA.
El grado correcto dentro de la tabla depende de la velocidad del engranaje, de la carga y de la temperatura. Los reductores rápidos y de dientes pequeños bajan en la escala; los reductores lentos, de alto torque y con engranajes grandes suben. Un aceite más fino que el pedido deja la película demasiado delgada y acelera el desgaste; un aceite más espeso que el pedido aumenta la fricción interna del propio aceite, calienta la caja y dificulta el arranque en frío. En la duda, vale la placa. Sin placa, vale el cálculo, y el Equipo Técnico de Kelpen Oil lo hace a partir de los datos del reductor.
¿Para qué sirve el aditivo EP en el aceite de engranajes?
El aditivo EP protege los dientes en los instantes en que la carga rompe la película de aceite y el metal toca al metal. En la Figura 1, el piñón es el engranaje menor, que acciona, y la corona es el mayor, accionado. La secuencia es esta:
En el engrane, la fuerza de todo el accionamiento pasa por una franja de contacto de cerca de un milímetro entre los flancos (las caras de trabajo de los dientes), lo que lleva a una presión local muy alta sobre el aceite.
Con carga y velocidad normales, el giro arrastra aceite hacia el contacto y forma una película mucho más fina que un cabello, que mantiene los dientes separados (cuadro 1 de la Figura 1).
La superficie del diente tiene picos microscópicos (la rugosidad). Carga alta, rotación baja o aceite caliente y fino dejan la película más fina que esos picos, lo que lleva al contacto de metal con metal.
En el contacto, los flancos se deslizan uno sobre otro, el calor local suelda los picos por un instante y el movimiento los arranca. Ese daño se llama gripado (en inglés, scuffing): raya los flancos y suelta partículas en el aceite (cuadro 2).
El aditivo EP, en general hecho de compuestos de azufre y fósforo, reacciona con el acero en esos puntos calientes. La reacción forma una película de sacrificio, que se desgasta en lugar del diente e impide la microsoldadura (cuadro 3). En el Turan S, el boletín registra un paquete EP a base de azufre y fósforo.
La película se rehace en cada contacto, a costa del aditivo, que se consume con el uso. Por eso hay que seguir la condición del aceite.
Cómo se ve esto en su planta: ruido y temperatura de la caja por encima de lo normal, flancos con rayas en el sentido de la raíz a la punta del diente y partículas metálicas en el aceite drenado o en el tapón de drenaje magnético (el tapón que retiene las partículas de hierro), cuando la caja lo tiene. La raya en el flanco no desaparece con el cambio de aceite. Un aceite con más capacidad de carga ayuda a contener el daño; verifique también el grado, la temperatura de la caja y la alineación de los engranajes.
Figura 1. El contacto entre los flancos del piñón y de la corona, ampliado. Con carga normal, la película de aceite separa los dientes (1); con carga alta, la película se rompe y los picos se sueldan mientras se deslizan (2); el aditivo EP forma una película de sacrificio sobre los picos e impide la microsoldadura (3). La rugosidad está exagerada para que sea visible.
¿Cómo se comprueba la capacidad de carga de un aceite de engranajes?
Por ensayo normalizado, exigido por la norma que el aceite declara cumplir. El ensayo de referencia es el FZG (sigla del centro de investigación en engranajes de la Universidad Técnica de Múnich, donde fue creado), descrito hoy en la DIN ISO 14635-1 (antes, DIN 51354-2). Una máquina gira un par de engranajes estándar sumergido en el aceite y aumenta la carga por etapas, de 1 a 12, hasta que aparece gripado en los flancos, el mismo daño del cuadro 2 de la Figura 1. Cuanto más alta la etapa que soporta, mayor la capacidad de carga real del aceite.
El ensayo de cuatro bolas (Four Ball, ASTM D2783) mide el límite de extrema presión de otra forma: una bola de acero gira apretada contra tres bolas fijas, sumergidas en el aceite, y la carga sube hasta que las bolas se sueldan.
La línea Turan EP cumple la DIN 51517 parte 3, que exige etapa FZG 12 o más. Los boletines de algunos grados Turan EP y Turan S traen también el resultado del FZG o del ensayo de cuatro bolas. Ese es el filtro para comparar proveedores: "aceite de engranajes EP" es frase de etiqueta; "conforme a DIN 51517 parte 3" es una especificación que se verifica, porque la norma fija la etapa FZG mínima.
¿Un aceite con aditivo EP puede atacar el bronce y los sellos?
Puede, cuando la formulación no combina con la caja. El mismo mecanismo que protege el acero explica el riesgo: los compuestos de azufre más reactivos también atacan las aleaciones de cobre, presentes en la corona de bronce de los reductores de tornillo sin fin, en casquillos y en jaulas de rodamiento. El desgaste es lento y aparece como pérdida de material y partículas metálicas en el aceite.
Esa agresividad se mide. El ensayo de corrosión en lámina de cobre (NBR 14359, 3 horas a 100 °C) expone una lámina pulida al aceite calentado y clasifica la mancha que se forma, en una escala que va de la clase 1 (mancha leve) a la clase 4 (corrosión), la misma de la ASTM D130. Los boletines del Turan EP, del 100 al 1000, traen ese ensayo, y la línea cita los reductores de tornillo sin fin entre sus aplicaciones. En los sellos, el boletín del Turan S registra compatibilidad total con elastómeros (los cauchos de los retenes y anillos de sellado). Si la caja tiene bronce, consulte al Equipo Técnico de Kelpen Oil con el resultado de la NBR 14359 del aceite en mano antes de decidir.
¿Cuándo compensa el sintético en el reductor?
El sintético compensa cuando la temperatura, el intervalo de cambio o el costo de parada superan lo que el mineral atiende bien. El mineral Turan EP resuelve la mayoría de los reductores industriales. El Turan S, con bases 100% sintéticas de los Grupos IV y V, entra en los demás casos, y la cuenta deja de ser precio por litro y pasa a ser costo por hora de operación:
Temperatura alta o baja. El índice de viscosidad (medida de cuánto varía la viscosidad con la temperatura; cuanto mayor, menos varía) de la línea Turan S es más alto que el de la línea mineral. En la práctica, el aceite se afina menos con la caja caliente y se espesa menos en el arranque en frío.
Intervalo de cambio extendido. El boletín del Turan S registra resistencia a la oxidación que permite alargar los intervalos entre cambios. Donde el cambio exige una parada costosa o de acceso difícil, la vida útil mayor paga la diferencia.
Acceso crítico. El boletín recomienda el Turan S también para turbinas eólicas, en las que cada cambio exige subir hasta la góndola (la cabina en lo alto de la torre), y para cajas de extrusoras de plástico y reductores de carga alta en las industrias de papel, acero, petróleo, textil, madera y cemento.
Identificación visual. El Turan S 150 GREEN se suministra en color verde.
Dos reglas de migración evitan reclamos. Al convertir un reductor de mineral a sintético, drene y limpie la caja antes, como indica el boletín del Turan S, porque el residuo y el barniz del aceite anterior comprometen al nuevo. Y decida la migración por la temperatura real de operación de la caja, medida en la carcasa con el reductor bajo carga.
¿Cómo saber cuándo cambiar el aceite del reductor?
Por la condición del aceite, medida en laboratorio, además del calendario. El reductor es un sistema cerrado, y el aceite registra lo que ocurre dentro de la caja. En el laboratorio de Kelpen Oil en Arujá (SP), ese diagnóstico usa los mismos equipos que aprueban cada lote fabricado: ningún lote sale de la fábrica sin la liberación del laboratorio. La lista completa está en el artículo sobre los ensayos del laboratorio de lubricantes. Para el reductor, el laboratorio de Kelpen Oil realiza estos ensayos, siempre comparados con una muestra del aceite nuevo:
| Qué medimos | Qué revela en el reductor | Norma y equipo |
|---|---|---|
| Viscosidad cinemática a 40 °C | Fuera del rango del grado: oxidación (la viscosidad sube) o contaminación y mezcla con aceite más fino (la viscosidad baja) | ASTM D7042, viscosímetro SVM 4001 |
| Número de acidez (TAN) | Acidez subiendo respecto del aceite nuevo: el aceite se está oxidando | NBR 14448, titulador Titrino Plus |
| Contenido de agua | Humedad que entra por el respiradero (la abertura por donde la caja intercambia aire con el ambiente) o por los retenes; el agua acelera la oxidación y la corrosión | Karl Fischer coulométrico |
| Conteo de partículas | Suciedad o desgaste, antes de cualquier ruido | ISO 4406, contador de partículas PAMAS |
| Bario, boro, calcio, fósforo y zinc, en partes por millón (ppm) | Fósforo por debajo del aceite nuevo: el aditivo EP se está consumiendo | NBR 14786, espectrometría ICP en el Optima 7000 DV |
| Azufre | El otro elemento del aditivo EP, que la NBR 14786 no cubre, comparado con el aceite nuevo | ASTM D6481, fluorescencia de rayos X en el Épsilon 1 |
| Espectro de infrarrojo | Productos de oxidación y contaminación por otro fluido | ASTM E2412, Spectrum Two |
| Corrosión en lámina de cobre | Agresividad del aceite a las piezas de bronce | NBR 14359, 3 horas a 100 °C |
Kelpen Oil, fabricante brasileña de lubricantes y aceites base desde 1999, presta este servicio a cualquier empresa, incluso con aceite de otro fabricante. Es un servicio pago. En un reductor de acceso difícil, el análisis suele ser lo que permite cambiar el aceite en una parada programada, en vez de abrir la caja de urgencia después de una falla. Para que la comparación valga, tome la muestra con la caja a la temperatura de trabajo, siempre del mismo punto, y envíe junto un poco del aceite nuevo.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el aceite para reductor de velocidad? El reductor de velocidad es el propio reductor industrial: usa aceite de engranajes con aditivo EP, por regla conforme a la DIN 51517 parte 3 (clase CLP), en el grado ISO VG que especifica la placa. En Kelpen Oil, las líneas Turan EP (mineral) y Turan S (100% sintética) cubren del ISO VG 68 al 1000.
¿Cuál es el mejor aceite para reductor? El que cumple la especificación de la placa y comprueba la capacidad de carga, por la norma declarada (la DIN 51517 parte 3 exige etapa FZG 12 o más) o por el resultado del ensayo en el boletín. Entre mineral y sintético, el sintético vale el precio cuando temperatura, intervalo de cambio o costo de parada pesan más que el precio del litro.
¿Cuál es el aceite para engranaje industrial? Para reductores y cajas de engranajes industriales, el CLP en el grado especificado. El aceite de engranajes automotriz (clasificaciones API GL-4 y GL-5 y grados SAE 90 y 140, las marcas del aceite de caja y diferencial) es otra familia, con otra aditivación, y no sustituye al CLP industrial. Cuando la placa de un reductor antiguo pide un grado SAE, el Equipo Técnico de Kelpen Oil indica el ISO VG correspondiente.
¿Se puede usar aceite hidráulico en el reductor? Solo cuando el manual del reductor lo pide. El aceite hidráulico antidesgaste (HLP, DIN 51524 parte 2) está hecho para bombas, en grados más finos que los ISO VG 220 y 320 comunes en los reductores. La norma también exige de él menos capacidad de carga en el ensayo FZG (etapa 10 o más) que la que la DIN 51517 parte 3 exige del aceite de engranajes CLP (etapa 12 o más). En un reductor cargado, la película queda demasiado fina, y el aditivo protege menos cuando ella se rompe.
Glosario
Reductor: caja de engranajes que reduce la rotación del motor y aumenta el torque entregado a la máquina.
Piñón y corona: el par de engranajes del reductor; el piñón es el menor, que acciona, y la corona es el mayor, accionado.
Película de aceite: capa de aceite que separa las superficies en movimiento; si se rompe, el metal toca al metal.
Aditivo EP (extrema presión): en general compuestos de azufre y fósforo, que reaccionan con el acero en los puntos calientes y forman una película de sacrificio.
Gripado (scuffing): microsoldadura y arranque de material entre los dientes cuando la película de aceite se rompe.
ISO VG: grado de viscosidad del aceite a 40 °C, en cSt, según la ISO 3448.
FZG: ensayo con engranajes estándar que mide, en etapas de 1 a 12, la carga que el aceite soporta antes del gripado.
Índice de viscosidad: número que muestra cuánto cambia la viscosidad con la temperatura; cuanto mayor, menos cambia.
Hable con el Equipo Técnico
El Equipo Técnico de Kelpen Oil confirma la especificación del reductor a partir de la placa o de los datos del equipo: tipo de engranaje, materiales de la caja (bronce, sellos), rotación, carga y temperatura de la caja y del ambiente. Hable con el Equipo Técnico de Kelpen Oil, sin compromiso. Si el reductor ya opera y la duda es la condición del aceite, envíe una muestra al laboratorio de Arujá (SP) para el análisis del aceite en uso, como servicio pago. Guarde este artículo o envíelo a quien cuida del mantenimiento de los reductores en su empresa.
