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Centro América y CaribeLa lubricación por baño de aceite o depósito de aceite es uno de los métodos más antiguos y simples de lubricación por aceite; solo la lubricación con grasa es más antigua que el baño de aceite. Los elementos rodantes del rodamiento pasan a través de una porción de este depósito de aceite a medida que el eje gira (Figura 1).
La lubricación por baño de aceite es factible siempore y cuando no se genere demasiado calor por fricción debido al roce de los elementos rodantes a velocidades excesivamente altas. Debido a que el calor reduce la resistencia de la película de aceite y acelera la velocidad a la que el aceite se oxida, el método de lubricación por baño de aceite se evita en bombas de proceso cuando el factor de velocidad DN (el diámetro del eje en mm [D] multiplicado por las revoluciones por minuto [N]) excede 15,000.
Para ilustrar el enfoque DN, se puede razonar que un eje de 50 milíometros a 1,800 rpm, con su valor DN de (50) (1,800) = 9,000, operaría en la zona adecuada para baño de aceite, permitiendo que el lubricante llegue a los elementos rodantes sin necesidad de emplearanillos de aceite
Figura 1. Una carcasa típica de rodamiento de bomba con nivel de aceite que llega al centro de los elementos rodantes más bajos. Aquí, mantener un valor de DN por debajo de 15,000 reduce el riesgo de sobrecalentamiento del aceite.
El límite de DN de 15,000 es un valor basado en la experiencia que tiene en cuenta las condiciones de desalineamiento del mundo real y una serie de otros factores que hacen que el entorno real de la bomba sea diferente de las prácticas en el banco de pruebas.
Lubricación por anillo y collarín
Los levantadores de aceite están dentro de los mecanismos de lubricación más antiguos. Utilizan la rotación de la máquina para recoger el aceite y transportarlo a los componentes que requieren ser lubricados.
La mayor diferencia entre un anillo de aceite y un disco de aceite es la forma en que interactúan con el eje. El anillo de aceite no está fijado al eje, simplemente rueda sobre él (algunas veces sobre canaletas) y levanta el aceite hasta donde necesita llegar. Los discos de aceite están fijos al eje y rotan junto con él. Ambos mecanismos deben operar a una velocidad definida del eje y tener el tamaño adecuado para poder levantar la cantidad correcta de aceite requerida para lubricar los componentes internos de la máquina.
Aunque estos mecanismos son sencillos y requieren poco mantenimiento, tienen algunas desventajas inherentes en su aplicación. Quizás el mayor problema involucra un nivel de aceite insuficiente. El nivel de aceite dentro del reservorio de la máquina debe ser inspeccionado continuamente para asegurar que el mecanismo de levantamiento opere adecuadamente. Un nivel de aceite que esté ligeramente más alto o muy bajo puede afectar en gran medida la efectividad de estos mecanismos.
En condiciones de baja temperatura, existe el riesgo de canalización, lo que significa que la viscosidad del aceite es muy alta como para ser levantado. Durante las paradas y arranques, los anillos y discos pueden simplemente no levantar la cantidad de aceite adecuada para lubricar la máquina. Esto puede llevar a condiciones de lubricación a película límite e incrementar el desgaste de los componentes de la máquina.
Figura 2. Caja de rodamientos con nivel de aceite reducido para tranajar con valores altos de DN. Un disco levanta o salpica aceite en los rodamientos.
Problemas con lubricadores por anillo
Una bomba que tien un eje de 50 milímetros que opera a 3,600 rpm (DN = 18,000) debería emplear anillos (a veces llamados “anillos levantadores”) para levantar o salpicar el aceite de un depósito con su nivel por debajo del rodamiento. Menos calor de fricción resultado deniveles de aceite más bajos (Figura 2) que cuando el nivel de aceite alcanza el centro de los elementos rodantes (Figura 1).
En la Figura 2 se muestra una caja de rodamientos con un nivel de aceite más bajo y destinada a valores de DN superiores a 15,000. Los rodamientos con valores de DN superiores a 15,000 requerirán la adición de un disco oscilante (como se muestra en esta figura) o un anillo de aceite (Figura 3) o un componente similar de aplicación de lubricante para elevar o salpicar aceite de manera confiable en los cojinetes o rodamientos. Sin embargo, los anillos de aceite son componentes potencialmente vulnerables.
No interactuarán de la misma manera con lubricantes de diferentes viscosidades o con diferentes profundidades de inmersión. A menos que se utilicen en sistemas con ejesperfectamente horizontales, los anillos de aceite funcionarán inclinados hacia un costado de la carcasa y a menudo podrían tener contacto con la carcasa.
Ya en la década de 1970, un fabricante de bombas estadounidense entonces prominente reconoció las desventajas de los anillos de aceite. Su literatura publicitaria señaló que las bombas confiables de esta compañía incorporaron un “lanzador de aceite antifricción que garantiza una lubricación positiva para eliminar los problemas asociados con los anillos de aceite”. Algunas bombas de fabricación europea han evitado los anillos de aceite eincorporado discos levantadores; han tenido buen éxito durante décadas.
Para resistir la deformación durante el funcionamiento, los fabricantes de anillos de aceite deben añadir un paso de recocido para aliviar las tensiones. Los anillos de aceite tienden a volverse cada vez más inestables a medida que los valores de DN se acercan o superan los 20,000.
La inestabilidad significa que los anillos de aceite saltan, se sesgan, se desalinean y se desgastan. Mientras que el anillo de aceite que se muestra en el lado izquierdo de la Figura 3 muestra los bordes biselados y el patrón de contacto moderado de un anillo de aceite en su condición casi nueva, el de la derecha se ha desgastado hasta el punto donde los chaflanes ya no son visibles. Una buena práctica de mantenimiento sería medir el nuevo anillo en el ensamblaje y medirlo nuevamente al momento de la reparación.
La diferencia de ancho representa el metal perdido, que se convirtió en un contaminante del aceite y habrá causado que los rodamientos fallen prematuramente.
Para que los anillos de aceite funcionen según lo diseñado, el eje debe ser casi perfectamente horizontal. La inmersión del anillo en el lubricante debe estar en el rango correcto, generalmente cerca de 5/32 de pulgada o entre 8 a 10 milímetros por debajo del nivel de aceite. Además, para evitar la abrasión del anillo y la contaminación peligrosa del aceite, la excentricidad del anillo debe estar dentro de 0.002 pulgadas (0.05 mm), y el acabado de la superficie debe estar razonablemente cerca de 32 y, como máximo, 64 RMS.
La viscosidad del aceite debe estar en el rango cercano de las propiedades típicas de ISO VG 32 y las temperaturas deben estar en el rango moderado. Estos parámetros diferentes e igualmente importantes rara vez se encuentran dentro de su respectivo rango deseable en las plantas operativas reales. Si varios de los parámetros individuales son simplemente “límite aceptable”, los anillos de aceite funcionarán de manera intermitente. Eso, entonces, es una causa de falla evasiva.
Se ha señalado que los anillos de aceite ranurados funcionan ligeramente mejor que la variedad de anillo de aceite plano o liso. Además, ciertos plásticos funcionan un poco mejor que los anillos de latón o bronce que se encuentran típicamente en las bombas. Se sabeque los anillos de aceite funcionan mejor con aceite ISO VG 46 que con aceite ISO VG 68.
Debido a que el comportamiento del anillo de aceite es muy difícil de controlar, algunos compradores centrados en la confiabilidad intentan evitarlos y especifican y seleccionan bombas con discos levantadores de gran diámetro en aplicaciones donde se necesitan niveles de aceite más bajos. Los discos de aleta de diámetro pequeño se usan a veces en aplicaciones de baño de aceite
Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América.