Lubricación de engranajes y rodamientos

 Cuando los engranajes transmiten potencia, los esfuerzos sobre sus dientes se concentran en una región muy pequeña y ocurre en un tiempo muy corto. Las fuerzas que actúan en esa región son muy elevadas, si los dientes de los engranajes entran en contacto directo, los efectos de la fricción y el desgaste destruirán rápidamente los engranajes. La principal función de un lubricante para engranajes es reducir la fricción entre los dientes del engranaje y de esta forma disminuir cualquier desgaste resultante. Idealmente, esto se logra por la formación de una película delgada de fluido la cual mantiene separadas las superficies de trabajo.

Refrigeración. Particularmente en engranajes cerrados, el lubricante debe actuar como un refrigerante y extraer el calor generado a medida que el diente rueda y se desliza sobre otro.

Protección. Los engranajes deben ser protegidos contra la corrosión y la herrumbre.

Mantener la limpieza. Los lubricantes para engranajes deben sacar todos los desechos que se forman durante el encaje de un diente con otro.

Viscosidad. Es la propiedad más importante de un lubricante para engranajes, éste debe tener una viscosidad suficientemente alta para mantener un adecuado espesor de película de aceite entre los dientes del engranaje, bajo cualquier condición de operación. Cuanto más alta sea su viscosidad, más fácilmente se puede lograr esto. Por lo tanto parecería a primera vista que los aceites con alta viscosidad son los mejores lubricantes para engranajes. Sin embargo, hay otros factores a ser tenidos en cuenta. Un lubricante para engranajes no solo lubrica los dientes de éstos, sino también los cojinetes que soportan los ejes de las ruedas de los engranajes. Un incremento en la viscosidad causa una pérdida de potencia a medida que los engranajes y los cojinetes que los soportan están sujetos a un incremento en el arrastre. Esto aumenta la temperatura del sistema de engranajes y del aceite, el cual puede oxidarse rápidamente y espesarse. La situación empeora por el hecho de que los aceites de alta viscosidad no son particularmente efectivos para disipar el calor.

Lubricación de rodamientos 

El objetivo de la lubricación de rodamientos es evitar el contacto metálico de las superficies deslizantes y de rodadura mediante una película lubricante, a fin de reducir la fricción de deslizamiento de los rodamientos. Además, la lubricación del rodamiento conduce a un mejoramiento de la protección antidesgaste. En consecuencia se evitan los daños de cojinetes, se prolonga la vida útil del cojinete y aumenta la seguridad de funcionamiento. Las funciones adicionales del lubricante en los rodamientos son, en función del tipo de lubricante (aceite o grasa con aditivos apropiados), la protección anticorrosión, la disipación de calor del cojinete, la protección contra ensuciamientos por dentro y fuera del cojinete, la atenuación del ruido de marcha del cojinete, así como el refuerzo del efecto de sellado de las juntas de cojinetes.

La selección de una grasa de rodamiento depende del tipo de cojinete y el material de la jaula del rodamiento (metal o plástico), así como de las condiciones de uso y aplicación tales como la temperatura de aplicación, el rango de velocidad, la carga de presión y las influencias de entorno (agua, polvo o medios corrosivos). Para determinar una grasa de rodamientos están disponibles las siguientes características.

1. Clase NLGI

En las grasas lubricantes, la consistencia es la característica que refleja la estabilidad de una grasa. La clasificación de las grasas según NLGI abarca los valores desde muy blando (clase 000) hasta muy resistente (clase 6). Para el uso en rodamientos son adecuadas las grasas lubricantes clase 1-4 de NLGI.

2. Punto de goteo (en °C)

El punto de goteo de una grasa es la temperatura a la que se produce la licuefacción de la grasa. Se encuentra esencialmente por encima de la temperatura de aplicación recomendada, que se determina en un rodamiento no solo por la temperatura ambiente, sino también por el calor que se desarrolla en el cojinete durante el funcionamiento del rodamiento.

3. Valor de cuatro bolas

El aparato de 4 bolas VKA es un dispositivo de comprobación de lubricantes utilizados a altas presiones superficiales. Consta de una bola móvil que se desliza sobre tres bolas estacionarias. Para examinar la carga máxima admisible del lubricante, se aplica una fuerza de comprobación sobre la bola móvil. Dicha fuerza se aumenta gradualmente hasta que el calor de fricción suelda el conjunto de 4 bolas.

4. Valor DN (factor de velocidad)

El valor DN indica hasta qué velocidades periféricas máximas se puede utilizar una grasa lubricante en un rodamiento. Se calcula a partir de la velocidad de rodamiento, el diámetro medio del rodamiento (en mm) y un factor que tiene en cuenta la proporción de fricción de deslizamiento del tipo de rodamiento.

5. Valor SKF-Emcor

El método SKF-Emcor se utiliza para evaluar las propiedades de protección anticorrosión de las grasas de rodamientos. Aquí la grasa se añade al agua y en rodamientos oscilante de bolas se examina en cuanto a corrosión con el tiempo de funcionamiento, la velocidad y algún tiempo de inactividad definidos según la norma DIN 51802. Si el resultado de la inspección visual de los anillos de prueba no indica corrosión, el grado de corrosión es 0. En caso de una corrosión extrema, el grado de corrosión.

• MECANICA DE FLUIDOS. Mott. Ed. Prentice Hall.