Los rodamientos de los elementos rodantes están lubricados con grasa

- Dec 03, 2019-

Los rodamientos de los elementos rodantes están lubricados con grasa

Más del 90% de los rodamientos de los elementos rodantes están lubricados con grasa. En consecuencia, una mejor comprensión y optimización del rendimiento por fricción de la grasa puede ofrecer una forma importante de reducir las pérdidas de potencia en los rodamientos. Como la mayoría de las máquinas utilizan múltiples rodamientos, esto a su vez ofrece una de las formas más generalizadas de mejorar la eficiencia general de los sistemas mecánicos con los ahorros asociados en energía y emisiones de carbono. Actualmente, existen amplias pautas para la selección de grasas para rodamientos, basadas en un extenso análisis de laboratorio y observaciones del campo, lo que sugiere reglas de selección generalizadas para cumplir con las condiciones de aplicación. Sin embargo, en la actualidad existe una falta de comprensión detallada del papel de los componentes de grasa individuales en la determinación de la respuesta de fricción bajo diferentes condiciones de operación de los rodamientos. Sin este conocimiento, es imposible desarrollar un marco científico para elegir la grasa para una aplicación específica, o formular nuevas grasas de baja fricción.

La grasa es un lubricante bifásico compuesto por un espesante físicamente disperso en aceite base. Por lo general, está hecho de 85% de aceite base, 10% de espesante, más aditivos (~ 5%). Cuando se aplica una tensión a la grasa, tanto las fibras espesantes como el aceite resistirán la deformación, oponiéndose a fuerzas elásticas y viscosas, respectivamente. La característica de elasticidad evita que la grasa se filtre, mientras que su fluidez es esencial para que la grasa lubrique el contacto. Los aceites base lubricantes exhiben un comportamiento no newtoniano a altas velocidades de corte y presiones, mientras que las grasas muestran este comportamiento incluso a las velocidades de corte más bajas, debido a su estructura bifásica. El sistema de aceite base, espesante y aditivos en grasas típicas es obviamente un sistema reológico mucho más complejo que un aceite base simple, por lo que es difícil atribuir la formación de película lubricante y, por lo tanto, tener un comportamiento de fricción a un solo componente de grasa. Es probable que la composición y las propiedades de la película lubricante dependan tanto de las propiedades de la grasa (aceite base y tipo de espesante, aditivos, reología) como de las condiciones de funcionamiento (velocidad, temperatura y diseño del rodamiento). Existen varios modelos para la lubricación con grasa de los cojinetes. El más ampliamente aceptado es que el lubricante formador de película es el aceite 'sangrado' liberado de la matriz del espesante debido al cizallamiento. En este modelo, el espesante no juega un papel activo en el proceso de lubricación. Sin embargo, el trabajo más reciente ha desafiado este modelo, y además hay pruebas considerables del examen de las películas lubricantes de los cojinetes de que el espesante participa en el proceso de lubricación, aunque esto depende del diseño del cojinete.

Hay muy poco trabajo publicado sobre mecanismos de fricción en contactos lubricados con grasa. Una selección de estudios se enfoca en el efecto de las condiciones de operación, como el tiempo de degradación, temperatura alta o baja. Otros han intentado explicar la fricción de la grasa a través de la reometría. Solo unos pocos han explorado el efecto de la composición química de la grasa en su comportamiento de fricción, en un rodamiento de bolas de empuje, una máquina de cuatro bolas y una máquina de bola en disco. Algunos de estos estudios han demostrado la importancia del aceite base en la formulación de grasas, con aceites de baja viscosidad y baja presión-viscosidad sugeridos como una opción preferida para baja fricción en condiciones de EHL. Además, también se ha demostrado que el tipo, la composición y la textura del espesante afectan la fricción, con algunos espesantes capaces de reducir la fricción, particularmente en condiciones de límite y alta temperatura. Sin embargo, está claro que el comportamiento de fricción de la grasa no se puede atribuir por completo a un solo componente de la grasa, sino que está determinado por la interacción entre todos los elementos de la grasa, que a su vez depende en gran medida de las condiciones operativas específicas.

En la actualidad, a la literatura le falta una investigación exhaustiva sobre la influencia de la composición de la grasa en la fricción en los contactos concentrados de EHL que funcionan en condiciones pertinentes a los rodamientos. En contraste, hay un trabajo considerable sobre el comportamiento del espesor de la película EHL de grasa. El espesor y la fricción de la película están claramente relacionados y, por lo tanto, el análisis combinado del espesor y la fricción de la película puede ayudar a explicar algunos de los mecanismos de la fricción con grasa y sugerir posibles formas de mejorar el rendimiento de fricción de las grasas para rodamientos.

Este estudio tiene como objetivo proporcionar una comprensión del papel de los diferentes componentes de la grasa en la determinación de la fricción y el espesor de la película en los contactos no conformes pertinentes a los rodamientos. Como el foco de la investigación fue la composición del lubricante en lugar de los factores de soporte, se utilizaron pruebas de laboratorio estándar para medir el coeficiente de fricción y el espesor de la película. La intención era simular las condiciones (relación de deslizamiento-rodillo, presión de contacto, temperatura, velocidad, materiales) en el contacto entre los elementos rodantes y la pista de rodadura de un rodamiento.

Uno de los factores fundamentales que determinan la lubricación y la formación de película con grasas es el suministro de lubricante a la entrada del contacto. La grasa tiene un límite de elasticidad y, a menos que sea forzada por una fuerza externa, no fluirá fácilmente de regreso a la pista de rodadura después de haber sido desplazada por el paso de un elemento rodante, lo que provocará la inanición del lubricante, la reducción potencial del espesor de la película y el daño de la superficie . Los rodamientos engrasados a menudo funcionan en condiciones de lubricación de hambre [1] , aunque estos dependen de los factores de operación, diseño y composición de la grasa. Para eliminar esta variable crítica, que afecta en gran medida la repetibilidad de los experimentos de laboratorio, las pruebas descritas en este trabajo se llevaron a cabo en condiciones de inundación total.

Obtenga más información sobre nuestros productos y cotización, envíe un correo electrónico a: info@jxtcbearing.com