Cómo evitar problemas comunes de lubricación en cajas de engranajes

Las cajas de engranajes en ángulo recto, tipo corona-sinfín, son dispositivos simples que se emplean ampliamente en las plantas de manufactura. Como todas las cajas de engranajes, requieren de adecuada lubricación en cantidades apropiadas. Son esos dos factores –falta de lubricación y el uso de lubricante incorrecto- las causas más comunes de falla prematura en cajas de engranajes tipo corona-sinfín.

Falta de lubricación

Operar una caja de engranajes en seco (sin lubricación) conduce frecuentemente a la falla de la unidad. Los fabricantes frecuentemente las envían sin lubricante por un par de razones. Primero, al aumentar el peso del artículo, aumenta el costo de envío, y ese peso puede ser significativo en cajas de engranajes de gran tamaño. Segundo, numerosos fabricantes de cajas de engranajes han estandarizado a un proveedor específico de lubricante, y aunque muchos lubricantes podrían ser intercambiables, no deben mezclarse. Enviar sin lubricante la unidad permite al usuario final utilizar el lubricante conforme a sus necesidades y acorde al proveedor en su planta.

Estas partículas de bronce fueron el resultado
de operar en seco una caja de engranajes.

Desafortunadamente, un instalador novato puede ignorar o actuar negligentemente al leer las etiquetas, marbetes y advertencias en el manual de instalación que indican que no tienen lubricante y arrancan una tren de transmisión con una caja de engranajes que no está lubricada. Operar en seco una unidad causará daño rápidamente a la corona de bronce. Aún si se añade lubricante después de esto, el daño es permanente, y la caja de engranajes necesitará ser sustituida o reparada. No hay manera de “curar” un engrane dañado.

Lubricante insuficiente

Una falla común se da cuando hay poco lubricante. Esto puede ser resultado del montaje de la caja de engranajes. El montaje más común para una caja de engranajes tipo corona-sinfín es la conocida como “sinfín arriba”, lo que significa que el sinfín está por arriba de la corona de bronce. En este tipo de montaje, una caja de engranajes necesita un cierto nivel de lubricante. Sin embargo, la misma caja de engranajes puede montarse con el sinfín abajo de la corona, para lo cual requiere una mayor cantidad de lubricante.

Una caja de engranajes montada con el sinfín por debajo
de la corona requiere mayor cantidad de lubricante.

La construcción de la caja de engranajes y la manera en que el lubricante se mueve con los engranes puede ser tal que una unidad con el sinfín montado abajo puede requerir hasta 50 por ciento más lubricante que una unidad con el sinfín montado arriba de la corona. No incrementar la cantidad de lubricante significará que los rodamientos en el eje de salida operarán en seco y fallarán en un periodo de tiempo relativamente corto.

Para cualquier caja de engranajes, no hay una razón física por la cual la unidad no pueda ser montada con orientación del sinfín arriba o debajo de la corona, por lo que debe tenerse cuidado de mantener el nivel apropiado de lubricante. Uno de los problemas que resultan de una insuficiente lubricación es que la falla no es inmediata. La unidad se desempeñará bien por un tiempo, quizás por un par de semanas o un mes, dependiendo de la aplicación. Como resultado de esto, un técnico podría no notar la conexión entre la falta de lubricante y la falla de la unidad, y podría repetir el error.

Determinar cuánto lubricante requiere una caja de engranajes en particular, en una orientación específica de montaje, es relativamente fácil. Los fabricantes de cajas de engranajes proporcionan esta información en sus catálogos, manuales impresos y en línea. También debe haber un grupo de soporte disponible telefónicamente o técnicos de campo que podrían guiarle apropiadamente.

Lubricante inadecuado

La segunda causa común de falla en cajas de engranajes es el uso de un lubricante inadecuado. Los fabricantes de cajas de engranajes han identificado y probado lubricantes específicos para utilizar en sus productos. Siempre que sea posible, es mejor seguir esas recomendaciones. La selección que ellos han hecho está basada en la meta de brindarle al usuario final la mejor vida posible de la caja de engranajes. Al igual que con las cantidades de lubricante, esta información está disponible en catálogos, manuales, en línea o vía telefónica.

Los dientes de esta corona de bronce se han desgastado
después de una prolongada exposición a aditivos EP.

Más allá de tener el “mejor” lubricante para una determinada caja de engranajes, hay características específicas del lubricante que se sabe que dañan a los engranes. En cajas de engranes tipo corona-sinfín, la corona está fabricada típicamente de bronce y el sinfín es de acero. Los lubricantes que incluyen aditivos extrema presión (EP) de azufre o cloro algunas veces dañarán la superficie del engrane de bronce, lo que dará como resultado la reducción de la vida útil de la unidad. Muchos lubricantes que están clasificados como EP incluyen estos químicos. Aunque por intuición podría parecer adecuado utilizar lubricantes EP para las cajas de engranajes, en este caso en realidad es lo contrario, ya que los aditivos EP acelerarán el desgaste de la corona de bronce desgastando sus dientes.

En conclusión, dado que las cajas de engranajes en ángulo recto tipo corona-sinfín son dispositivos comunes para reducir la velocidad y/o magnificar el torque en una gran variedad de aplicaciones, es importante verificar que son lubricadas con el lubricante apropiado y en la cantidad correcta. Siguiendo estos simples, pero críticos pasos, el personal de mantenimiento puede ayudar a asegurar la más larga vida en sus cajas de engranajes en operación.

Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América.