El cojinete es un elemento fundamental en una variedad interminable de equipamientos mecánicos, y es en esta pieza donde con más frecuencia se aplican los lubricantes. La mayor parte de los ensamblajes de cojinetes están diseñados para utilizar una grasa para eliminar o reducir la fricción, prevenir el agarrotamiento y ofrecer una lubricación “in situ”.
Unos cojinetes que funcionen mal pueden llegar a causar unas pérdidas increíbles en inmovilizaciones del equipamiento. Por ello, es crucial entender los factores que influyen en su rendimiento y cómo mantenerlos adecuadamente.
Factores que Afectan el Rendimiento de los Cojinetes
Contaminación y Humedad
Los contaminantes están en todos los sitios. Incluso en aquellos entornos de funcionamiento donde parece que no hay elementos corrosivos, existen contaminantes suspendidos en el aire. Las grasas, por naturaleza, son higroscópicas y atraerán la humedad del aire, aún en las condiciones de operación o climas más secos. El polvo se introduce en la grasa y lo contamina. El perímetro exterior de las grasas Omega forma una especie de minúsculo escudo protector que tiende a eliminar la posibilidad de la contaminación del polvo. El agua absorbida debilitará las propiedades de lubricación y de resistencia a la corrosión de las grasas baratas.
Algunas industrias de transformación, como las que se dedican al procesamiento de los productos alimenticios, sufren problemas en los cojinetes debido a los ácidos que desprenden este tipo de productos (la leche produce ácido láctico y la Coca-Cola produce ácido fosfórico), y cientos de otras causas de interacción corrosiva.
Calidad de las Grasas
Es un hecho de sobra conocido que muchos fabricantes de grasas las dilatan añadiéndoles productos baratos del tipo de grasas animales, aceites de pescados así como una amplia variedad de aceites vegetales baratos. Muchas de las grasas ordinarias tienden a espumarse (formar burbujas de aire) en las condiciones de operación. Una burbuja de aire o espuma no lubrica.
Las grasas baratas “sangran” y tienden a separarse mientras están funcionando, de la misma manera que una mantequera separa la mantequilla de la leche. Después de que estas grasas se hayan utilizado durante un tiempo, ya no son homogéneas, se convierten en un aceite mantecoso y en una afluencia láctea, cada una por separado. Cuando la separación tiene lugar, la grasa se mueve del punto de aplicación, es decir, que ya no lubrica el cojinete y deja en el camino un jabón seco que se endurece y solidifica.
Estabilidad y Viscosidad
Independientemente del tipo de grasa que se utilice, ésta no debería mostrar tendencia por separarse según las condiciones de funcionamiento. Esta coagulación impide el movimiento de los elementos de los cojinetes de bolas. Tampoco es bueno que la grasa se ablande demasiado porque entonces empezará a gotear y las superficies de trabajo quedarán desprotegidas. La mayor parte de las grasas se dilatan a medida que se utilizan, fenómeno que se conoce bajo el nombre de estabilidad insatisfactoria: de la misma manera que un cocinero ablanda con golpes un filete de carne. Muchas de las grasas ordinarias no pueden resistir esta especie de machaqueo en el interior de los cojinetes.
Condiciones de Operación
Muchas de las personas dedicadas al mantenimiento encuentran dificultades a la hora de visualizar, por ejemplo, que un ensamblaje de cojinetes para un local frío, requiere una buena estabilidad o temperaturas elevados. Sin embargo, un compresor que funcione 24 horas al día puede alcanzar con facilidad los 150°C (300°F) incluso en un local frío donde las temperaturas sean de -40°C (280°F). Los cojinetes generan una gran cantidad de presión en los lubricantes, un calor friccional extremo y una importante resistencia al corte.
El Proceso de Rodaje
La vida y eficacia operacional de un motor depende en gran medida de las condiciones de operación a las que haya sido sometido durante su periodo inicial de uso. Si se amplían lo suficiente, todas las superficies habrán de presentar señales de puntos altos y bajos y otras irregularidades que podrán desaparecer en su mayor parte mediante un proceso de uso controlado conocido como “rodaje”. Esta es una especie de operación de mecanizado “in situ” que pule las superficies para así minimizar el desgaste posterior.
Durante el primer tiempo de vida del motor estos puntos altos, también conocidos como asperezas, pueden golpearse para formar una superficie lisa o quizás incluso rellenar un agujero. Otros puntos altos pueden quitarse bloqueándolos con un agujero o con otro punto elevado en la superficie opuesta. La generación de calor en las superficies del cojinete incrementa su temperatura hasta tal punto que los lubricantes habituales que se encuentran entre las superficies pueden diluirse, o, lo que es lo mismo, hacerse más fluidos.
Consecuencias de una Lubricación Inadecuada
Un lubricante más fluido puede maximizar el problema ya que se moverá con más facilidad del punto de aplicación de las superficies del cojinete y, por lo tanto, reducirá el grosor de la película de lubricante. Si la película de aceite es más fina permitiremos el contacto directo entre las superficies de metal, lo que a su vez genera más calor y lleva a posteriores reducciones en la viscosidad del lubricante. Este ciclo vicioso puede acabar al menos en un nivel de desgaste muy elevado, o en un desgaste abrasivo del cojinete o, lo peor de todo, en un agarrotamiento de las superficies.
Beneficios de un Rodaje Adecuado
Este proceso de rodaje es una forma de desgaste controlado que tiene como finalidad principal eliminar las asperezas de la superficie. Este es un proceso favorable ya que, como los cojinetes están pulidos, se incrementa la superficie eficaz del cojinete y por lo tanto podrá manipular cargas más pesadas. De igual manera, la pulimentación y ajuste de las superficies del cojinete se traduce en menores pérdidas friccionales y en una mejora de la eficacia mecánica.
Recomendaciones para el Rodaje
Las técnicas de conducción y las condiciones generales de operación durante el rodaje deberían hacer todo lo posible para “pensar” en dos puntos: el cojinete debe soportar la mínima carga posible y las condiciones de lubricación tienen que ser las óptimas. Si las superficies del cojinete están sometidas a una carga muy grande, las asperezas de la superficie pueden llegar a cavar acanaladuras profundas en las superficies.
A fin de evitar una sobrecarga en las superficies del cojinete en un motor nuevo, poner en funcionamiento el vehículo con unas aperturas pequeñas del regulador para mantener baja la presión del gas y minimizar la carga por inercia manteniendo las rpm a un nivel moderado. Si el motor funciona muy despacio, el flujo de lubricante que bombea la bomba de aceite es bajo y puede que no alcance el grado de lubricación deseado.
El mejor consejo que puede darse a un motor nuevo es el de permanecer por debajo de la línea roja, en especial durante los primeros estados del proceso de rodaje, ya en el otro extremo de la escala de las rpm, evite una marcha excesivamente lenta porque cuando el motor está en punto muerto la presión del aceite suele ser baja. Lo peor que se le puede hacer a un motor nuevo es cargarle con unas aperturas grandes del regulador cuando el motor se mueve a bajas velocidades.
En una frase, la mejor forma de garantizar que el rodaje se realice de la forma correcta es permitir que el motor gire libremente con cargas ligeras y no al máximo de su potencia y sobrerrevolucionado. A medida que el proceso de rodaje avanza debería someterse al motor a mayores cargas y velocidades, pero nunca debe probarse el motor a plena potencia durante los primeros 1.603 kms o 75 horas.
Lubricación de Película Fluida
Cuando un muñón gira en un cojinete plano que recibe la cantidad adecuada de lubricante, se forma una película fluida de aceite en función de la viscosidad de este último y como resultado de la rotación del muñón en el cojinete. En las condiciones apropiadas esta película de aceite evita el contacto metálico entre el muñón y el cojinete, ya que la resistencia friccional del movimiento del muñón depende principalmente de la velocidad de rotación del muñón y de la viscosidad del aceite en las condiciones existentes en esta película. En la práctica, por lo tanto, es habitual la utilización de Lubricantes Omega para ofrecer un margen de seguridad.
Para asegurar la lubricación de la película fluida, el cojinete habrá de estar en todo momento empapado de lubricante, es decir, que deberá aplicarse el aceite al cojinete a una velocidad igual a la de escape del aceite. Esta velocidad de escape depende de la viscosidad del aceite (los aceites menos viscosos escapan con mayor rapidez) y de factores tales como la holgura y la condición mecánica del cojinete. En otras palabras, cuanto mayor es la carga, cuanto menor es la velocidad, o cuanto mayores sean las holguras, mayor viscosidad habrá de tener el aceite.
Mantenimiento y Precauciones
Debería prestarse especial atención al mantenimiento del mayor grado de limpieza posible durante las operaciones de engrasado. Tenga por seguro que la suciedad no entra en los cojinetes porque las adaptadores de la grasa a el equipamiento deben estar limpios.
La División de Fabricación de Omega recomienda encarecidamente llevar a cabo una serie de comprobaciones de mantenimiento regulares del ensamblaje de los cojinetes de las ruedas en camiones que transporten cargas pesadas por si se pudieran detectar señales de corrosión por frotamiento, en especial en aquellos camiones en los que se utilicen grasas de baja calidad.
Uno de los problemas más comunes es el de utilizar una grasa demasiado dura en un ensamblaje de cojinetes. Un exceso de carga no deja espacio en el ensamblaje para la expansión cuando los cojinetes y la grasa se calientan. En los últimos estudios llevados a cabo acerca de la lubricación de los cojinetes, se ha encontrado que para muchos ensamblajes, el 20% de la capacidad total de la grasa era la proporción más adecuada.
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