Año tras año, los avances en la maquinaria y las nuevas tecnologías permiten que las máquinas satisfagan las crecientes demandas de productividad. Aunque no se suele considerar como una parte de la máquina, la lubricación es un componente integral. Si no se le presta la debida atención, puede ser un punto débil. Un mayor conocimiento del invaluable rol de los lubricantes tiene un impacto significativo en la vida útil, la calidad y la productividad de una máquina.
Importancia de la lubricación
La lubricación adecuada de las piezas móviles, especialmente engranajes y rodamientos, es fundamental para el desempeño a medida que aumentan las exigencias de la maquinaria. La lubricación disipa el calor, reduce el desgaste y la fricción, minimiza los problemas de desgaste y protege las superficies de los rodamientos de la corrosión. El aumento de la producción suele resultar en temperaturas de operación más altas, velocidades más rápidas y cargas más pesadas. Así como los rodamientos han mejorado en diseño, la selección y las prácticas adecuadas de lubricación deben ir de la mano para lograr el máximo desempeño.
Con frecuencia, las empresas tienen dificultades con el mantenimiento debido a prácticas de lubricación inadecuadas. Por ejemplo, una lubricación insuficiente genera fricción adicional y temperaturas más altas, lo que puede causar daños prematuros en los rodamientos. Un exceso de lubricación puede generar calor adicional, lo que provoca la degradación del lubricante y posibles daños inesperados y prematuros en los rodamientos.
Reconocer las señales tempranas de problemas de lubricación, como el aumento de la temperatura de funcionamiento, las fugas de lubricante y los ruidos y vibraciones inusuales, puede ayudar a prevenir daños en los rodamientos. Con una lubricación inadecuada, los indicadores de temperatura suelen indicar que el rodamiento se está sobrecalentando; incluso puede generar ruido debido al contacto metal con metal. Cuando los rodamientos se llenan con demasiada grasa, esta se degrada y se oscurece debido a las temperaturas extremas.
Una falla de lubricación puede provocar diversos daños en los rodamientos, como rayaduras y escoriaciones en los extremos de los rodillos por contacto metal con metal. En casos extremos, una lubricación inadecuada provoca que los rodillos se desvíen, se deslicen lateralmente y provoquen el bloqueo total del rodamiento.
Reconocer los tipos de daño causados por una lubricación inadecuada ayuda a identificar y corregir el problema.
Una lubricación inadecuada puede provocar que los rodillos se inclinen, se deslicen lateralmente y, en casos extremos, bloqueen todo el rodamiento (como se muestra aquí).
Opciones de lubricación
Tan importante es conocer la cantidad adecuada por aplicar como seleccionar el tipo correcto de lubricante para cada aplicación. Los medios más comunes son el aceite y la grasa. Cada uno satisface las necesidades específicas de cierta aplicación, por lo que la selección correcta requiere una comprensión clara de las exigencias de la aplicación.
Los aceites utilizados comúnmente en rodamientos son de base mineral o sintética. El aceite mineral se obtiene de la refinación del petróleo crudo y puede contener compuestos inestables como nitrógeno, oxígeno o azufre, que pueden afectar su vida útil. Los aceites sintéticos no contienen impurezas y están diseñados para usarse en circunstancias especiales donde los productos derivados del petróleo no toleran las altas temperaturas. En la mayoría de los casos, se utilizan aditivos en los aceites para resistir la oxidación, reducir la formación de espuma y mejorar la lubricidad.
Una lubricación adecuada maximiza la vida útil y el desempeño de los rodamientos
y conduce a una mayor productividad de la maquinaria
Aunque los aceites lubricantes presentan características uniformes, conocer y comprender su viscosidad es fundamental para determinar sus límites operativos. La viscosidad mide la fluidez de un líquido a una temperatura determinada. A mayor velocidad, se requiere menor viscosidad, y viceversa. La viscosidad del aceite debe ser lo suficientemente alta como para formar una película continua, pero no demasiado alta como para generar calor excesivo.
El aceite funciona mejor que la grasa en aplicaciones de alta temperatura, ya que circula con mayor libertad, lo que facilita la disipación del calor. También permite separar o filtrar los contaminantes del aceite y ayuda a que se trabaje con velocidades más altas. Los niveles de aceite también son más fáciles de controlar, drenar y rellenar; sin embargo, en algunas situaciones, puede ser difícil mantener el sellado.
Por otro lado, la grasa (una combinación precisa de aceite, espesantes y aditivos) se adhiere más fácilmente al rodamiento. Actúa como una esponja, reteniendo y liberando aceite, y también actúa como un sello contra la humedad, la suciedad y otros contaminantes. Al no tener que mantener niveles de aceite, requiere una lubricación menos frecuente y su consistencia reduce la probabilidad de fugas.
Al igual que el aceite, la grasa también tiene límites para las temperaturas de operación, tanto superiores como inferiores. Estos límites varían según el tipo y la cantidad de espesante, así como el tipo de aceite base y la viscosidad utilizados en su fabricación. También es importante considerar las velocidades de servicio. Las grasas suelen estar limitadas a una velocidad de aproximadamente 450,000 mm/min (Factor NDm) debido a la generación de calor.
Es importante entender que, lo que funciona para una aplicación puede no funcionar para otra. Cada lubricante ofrece ventajas específicas según su uso y las exigencias operacionales. La selección del lubricante requiere una revisión minuciosa por parte de los expertos para garantizar el máximo desempeño.
Problemas de lubricación
Casi la mitad de las fallas de los rodamientos se deben a una lubricación inadecuada. Además de los niveles de llenado incorrectos, otros factores pueden contribuir a reducir la vida útil y el desempeño de los rodamientos, como el uso de un lubricante equivocado o ciclos de mantenimiento erróneos. La experiencia demuestra que la aplicación frecuente de pequeñas cantidades de lubricante prolonga la vida útil de los rodamientos en comparación con una dosis alta durante un período prolongado. Una lubricación adecuada es esencial para un mantenimiento preventivo eficaz.
Las rayaduras en los extremos de los rodillos son otro modo común de daño en los rodamientos que puede ocurrir debido a malas prácticas de lubricación.
Suministro de aceite
Saber cómo suministrar y aplicar correctamente el lubricante es fundamental para el desempeño del equipo. Existen diversos métodos para el aceite. La elección del sistema de lubricación depende en gran medida de la velocidad de aplicación deseada. Cuanto mayor sea el calor que se pueda eliminar del sistema, mayor será la velocidad alcanzable.
A continuación, se muestran algunas opciones de sistemas de lubricación por aceite:
- El baño de aceite es un nivel de aceite estático para aplicaciones de velocidad baja y moderada.
- La alimentación por goteo utiliza lubricadores de alimentación por gravedad controlables, en aplicaciones de velocidad moderada.
- La alimentación por mecha utiliza un cordel o mecha junto con un depósito de aceite, en el que la capilaridad ayuda a que el aceite escurra al punto que se desea lubricar.
- El sistema de lubricación por salpique de aceite permite que las salpicaduras de los dientes de los engranajes lubriquen adecuadamente los rodamientos. Se utiliza en aplicaciones específicas, como las cajas de engranajes.
- Los sistemas de circulación forzada garantizan un suministro adecuado y constante de lubricante a los rodamientos por medio de una bomba. Se utilizan a menudo para aplicaciones de servicio pesado de velocidad baja a media.
- La niebla de aceite se utiliza para aplicaciones continuas de alta velocidad y ofrece una pulverización continua de aire presurizado y aceite a los rodamientos.
- Chorro de aceite, similar a la circulación forzada, se puede utilizar para altas velocidades y cargas pesadas, pero requiere drenajes grandes para evitar la acumulación de aceite después de su paso por los rodamientos.
Suministro de grasa
Aunque las grasas cumplen con requisitos operativos diferentes a los aceites, son lubricantes igualmente importantes y requieren métodos de suministro igualmente únicos, pero diferentes. Para la grasa, la aplicación manual es una opción viable, pero los rodamientos pueden lubricarse con exceso o falta de grasa. Durante el llenado inicial, llene completamente el espacio entre los elementos rodantes. La cavidad al lado del rodamiento en la carcasa no debe llenarse más de la mitad. Al aplicar la grasa una vez que el rodamiento se encuentre funcionando, calcule con precisión la cantidad a aplicar en función del diseño del rodamiento y su alojamiento. Evite llenar en exceso y limpie el exceso de grasa. Determine la frecuencia de engrase periódico con base en las condiciones de operación.
Si se utiliza una pistola de engrasar, regule la presión para no dañar los sellos ni otras piezas de la maquinaria. El suministro de grasa generalmente sigue la regla de un tercio. Esto significa que el rodamiento expulsará o purgará toda la grasa que exceda aproximadamente un tercio del espacio disponible. Esto es especialmente importante para rodamientos con dos escudos o sellos, ya que el exceso de grasa no puede salir durante el funcionamiento; por esta razón, el fabricante generalmente los llena solo entre 30 y 40% del espacio libre de la carcasa. Los rodamientos abiertos (sin escudos ni sellos) expulsarán el exceso de grasa al espacio libre, fuera del rodamiento, durante su funcionamiento. Por esta razón, nunca se deben llenar completamente el rodamiento y la carcasa.
Otras opciones de suministro incluyen lubricadores de un solo punto y sistemas centralizados de engrase. Los lubricadores de un solo punto permiten aplicar grasa en diversos puntos de una misma máquina, aplicando la cantidad precisa según las necesidades de lubricante, donde y cuando sea necesario, eliminando riesgos de seguridad en puntos inaccesibles o que requieren una lubricación frecuente. Los sistemas centralizados ofrecen un suministro preciso de lubricante y con intervalos adecuados a múltiples puntos de lubricación, pero se debe tener especial cuidado para garantizar que la capacidad de bombeo de la grasa no se vea comprometida.
Conclusión
Seleccionar, suministrar, aplicar y mantener una lubricación de excelencia requiere seguir las directrices y recomendaciones del fabricante para cada aplicación utilizando las mejores prácticas. Manteniéndose actualizado sobre las buenas prácticas de lubricación y siguiendo un programa de mantenimiento regular, puede evitar fallas en los rodamientos causadas por problemas de lubricación.
Cuando la lubricación se aplica y se mantiene correctamente, aumenta la vida útil de los rodamientos y la productividad general de la máquina, y puede reducir las costosas reparaciones de mantenimiento.
David A. Pierman. Traducción por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América