Control del ruido de la grasa en los rodamientos

Control del ruido de la grasa en los rodamientos1

El ruido es un parámetro de importancia clave para determinar la calidad de la grasa. Debido a que la lubricación es vital para el rendimiento de los rodamientos, SKF trabaja activamente en el desarrollo de equipos de medición del ruido causado por las grasas. El último equipo de pruebas del mercado para este fin es el controlador de ruido de las grasas BeQuiet+ de SKF.

Las innovaciones de SKF en equipos para controlar in situ el ruido producido por las grasas atienden a las necesidades de los clientes de prolongar la vida de servicio de los rodamientos y de que estos funcionen silenciosamente. Para comprobar que se cumplan las condiciones precisas de lubricación y nivel de limpieza se necesita disponer de un sistema de ensayo riguroso. El BeQuiet+ de SKF permite determinar la calidad del lubricante en cuanto a las características de limpieza y amortiguación de ruidos.

A lo largo de los años, SKF ha desarrollado diversos instrumentos de ensayo de grasas para profundizar sus conocimientos en la teoría de la lubricación. En el mercado esto no sólo ha respaldado la fama de SKF como fabricante líder de rodamientos, sino también como destacado proveedor de grasas. En el Quality Technology Centre de SKF en Steyr, Austria, se realiza la labor de desarrollo, fabricación y ventas de los instrumentos de ensayo de grasas. Los equipos producidos en Steyr se han desarrollado en estrecha colaboración con SKF ERC, el centro de ingeniería e investigación de SKF en los Países Bajos.

El controlador de ruidos BeQuiet, desarrollado por la empresa, ha tenido un éxito tal que se ha convertido en el equipo estándar para ensayos del ruido de la grasa en la industria de lubricantes.

En la industria, el citado banco de ensayo de grasas se recomienda como herramienta para la labor de desarrollo y control de la producción. Los fabricantes de rodamientos lo usan para seleccionar el mejor lubricante del mercado y, durante el servicio, el usuario final lo puede utilizar para el control de calidad de la lubricación.

 

La importancia de un lubricante limpio
La teoría de SKF sobre la vida de servicio de los rodamientos subraya que para obtener una vida útil prolongada es esencial usar en ellos lubricantes limpios. Si se lubrica con grasa, muchos factores pueden afectar al grado de limpieza durante el funcionamiento, pero en la lubricación inicial y relubricación siempre se requiere una grasa limpia. Asimismo, en aplicaciones en las que la vida de fatiga del rodamiento no esté en juego (p. ej. debido a cargas muy bajas), la necesidad de grasa limpia puede seguir siendo extremadamente importante, por ejemplo, para contribuir a que el nivel de ruido en los rodamientos sea bajo , lo cual es preciso en aplicaciones como motores eléctricos, ventiladores, etc.

En el lugar de uso, por ejemplo, se espera que la rotación de los rodamientos en los ventiladores sea extremadamente silenciosa. Es evidente que los fabricantes de motores eléctricos precisan rodamientos con el nivel de vibraciones más bajo posible y la ausencia de ruidos perturbadores.

En el sector de automoción se espera que los rodamientos de las cajas de engranajes tengan la misma duración que el vehículo. Dichos rodamientos están expuestos al efecto de materias extrañas contenidas en el aceite, a menudo procedentes del engranaje. Esto les afecta adversamente. El movimiento rodante sobre las partículas daña los caminos de rodadura, produciendo “abolladuras” y aumentando el nivel de tensión en sus bordes, lo cual fomenta el proceso de envejecimiento y conduce a una deformación superficial. A su vez, esto aumenta el ruido y finalmente desemboca en la avería del rodamiento por fatiga.

 

Cómo se genera el ruido
Ya que el espesor de la película de grasa que separa las superficies en contacto rodante es muy delgada (normalmente inferior a una micra), es evidente que toda partícula cuyo tamaño supere el espesor de la película perturbará la suavidad de la rodadura. La fig. 2 muestra un registro de picos de vibraciones en un lubricante con impurezas. Los picos de vibraciones se detectan filtrando de la señal total el efecto de corta duración de la rodadura sobre las partículas. La rodadura sobre partículas de mayor tamaño puede producir abolladuras permanentes en los caminos de rodadura (fig. 3). Si esto ocurriera, la señal general aumentaría en el transcurso del tiempo, indicando que la alta calidad original del rodamiento de hecho se ha perdido debido al uso de un lubricante de insuficiente pureza. La rodadura sobre partículas quebradizas produce pequeños daños en la superficie del rodamiento (fig. 4).

La experiencia ha revelado que la rodadura sobre partículas puede dividirse en cuatro clases diferentes de calidad: sucia, ruidosa, limpia y silenciosa. Esta clasificación puede definirse como sigue:

 

Sucia
La dureza y tamaño de las partículas es tal que el efecto de rodadura conduce a daños permanentes en las superficies de contacto, resultando en un aumento del ruido general, y en una vida de servicio reducida.

 

Ruidosa
La dureza y tamaño de las partículas sometidas al efecto de rodadura puede dañar las superficies de contacto del rodamiento, lo cual conduce a un sensible ascenso del nivel de ruido, aunque no en un grado tal que la vida de servicio del rodamiento quede afectada adversamente.

 

Limpia
La dureza y el tamaño de las partículas ocasionará picos de vibración sensibles, pero sin daños permanentes en las superficies de contacto del rodamiento.

 

Silenciosa
El máximo grado de limpieza; se debe a un mínimo de partículas que producen picos de vibración.

Los lubricantes de la clase “sucia” son raros en el estado de entrega del producto, pero dependiendo de la situación de la aplicación esas condiciones pueden desarrollarse durante el funcionamiento.

En el mercado hay algunas grasas que quedan dentro de la clase “ruidosa” a causa de su tipo de espesante o de la inclusión de aditivos sólidos. Típicos ejemplos de ello son algunas grasas complejas de calcio que contienen partículas grandes de sales de calcio, las cuales producen pequeñas abolladuras permanentes (fig. 3).

La mayoría de las grasas actuales quedan dentro de la clase “limpia”. Como ejemplos típicos pueden mencionarse las grasas de poliurea, donde puede haber grandes aglomeraciones de espesante. Son grasas que producen picos de vibración grandes, pero debido a que las partículas son de baja dureza, el efecto de rodadura no ocasiona abolladuras perceptibles (fig. 5).

Sólo algunas grasas pueden clasificarse como “silenciosas”. Como ejemplos típicos pueden mencionarse las grasas de jabón de litio que se fabrican en entornos limpios mediante un proceso que filtra las partículas inadecuadas y crea una estructura de jabón fina.

El propósito del nuevo controlador del ruido de grasas BeQuiet+ de SKF es determinar la calidad de la grasa a esos niveles a fin de desarrollar, mejorar o identificar grasas silenciosas. La comparación de las características de amortiguación entre distintos lubricantes debería hacerse con el mismo rodamiento, montado de forma idéntica. Cuando se han tenido en cuenta todas estas precauciones puede hacerse con éxito la selección del lubricante con características de amortiguación óptimas.

En los lubricantes hay muchos factores que contribuyen a las características de amortiguación. En los aceites, los factores importantes son la viscosidad, el tipo de aceite base y los tipos de aditivo aplicados. A menudo se puede encontrar una tendencia clara de mayor amortiguación al aumentar la viscosidad del aceite (fig. 6). En las grasas, las características de amortiguación pueden ser bastante imprevisibles debido al papel que desempeña el tipo de espesante y su microestructura. Además, pueden dominar los aditivos que influyen en la permeabilidad y en la agresividad sobre la superficie de fricción.

El controlador de ruido de grasa BeQuiet+ permite a la industria desarrollar lubricantes con las máximas características de amortiguación. Para los fabricantes de rodamientos esta herramienta es igualmente importante para seleccionar, por ejemplo, la grasa con las mejores características amortiguadoras.

 

Procedimientos de medición
El procedimiento de medición del controlador de ruido de grasas BeQuiet+ (fig. 1) se ha establecido en normas internacionales como la ISO 15242 y la ANSI/ABMA 13-1987.

Dichas normas definen las bandas de frecuencia apropiadas y otras condiciones límite para evaluar la calidad de las grasas con respecto a la producción de ruido. El aro interior del rodamiento gira a 1800 rpm; un sensor de velocidad en el aro exterior (no rotativo) mide el movimiento radial del aro exterior.

El software elimina mediante filtros tres gamas de frecuencias (baja, media, alta) de la señal de vibración medida. La experiencia muestra que fundamentalmente la gama baja sólo contiene ruidos del rodamiento propiamente dicho. Por este motivo, sólo se usan las gamas de banda media y alta para evaluar el comportamiento sonoro de la grasa. La señal obtenida se filtra matemáticamente y analiza en concordancia con el método de medición BeQuiet+ de SKF y/o el método de evaluación MGG 11.

 

El método de medición BeQuiet+
La ventaja del método de medición BeQuiet+ de SKF es su excepcional procedimiento de control y el grado de automatización. Es un procedimiento completamente automático y consiste en la dosificación repetitiva de lubricante en el rodamiento sometido a ensayo y el registro del nivel de vibración y valores pico. Evita la entrada de partículas de suciedad del entorno que de otra manera podrían perturbar los resultados de la medición y permite utilizar el mismo rodamiento en distintos controles sin necesidad de desmontarlo. Esto puede ser ventajoso para determinar las características “dañinas” de los lubricantes sucios siguiendo una secuencia en la que primero se controla un lubricante de referencia, luego otro lubricante y luego nuevamente el lubricante de referencia.

El componente decisivo del equipo es el algoritmo de detección de valores pico de SKF, que permite extraer estos picos de la señal de vibración total del rodamiento. La intensidad de los picos detectados se usa para determinar el comportamiento de rotación silenciosa de una forma cuantitativa. Entonces el usuario puede comparar el resultado con un objetivo definible.

 

El método de medición MGG 11
Unos rodamientos rígidos de bolas seleccionados del tipo 608 se limpian y conservan en aceite de calibración. Su comportamiento sonoro se identifica y conserva como valor de referencia. Esto corresponde a la situación real en el mundo: al finalizar el proceso de producción, los rodamientos primero se conservan y luego se lubrican.

Una vez determinado el estado de referencia, los rodamientos se lubrican y se controla su comportamiento sonoro.

Las mediciones se procesan y el algoritmo MGG 11 del controlador de grasas BeQuiet+ determina la clase de ruido. Los resultados describen la clase de ruido y el comportamiento al arrancar. Esto permite una clasificación minuciosa de la grasa lubricante que se está probando. El método de control MGG 11 ofrece detalles valiosos sobre la calidad y homogeneidad de la grasa a fabricantes y clientes, tanto para el desarrollo de nuevas grasas como para los controles rutinarios.

Con el nuevo software BeQuiet+ la evaluación del control de ruidos de las grasas según las especificaciones de SKF y MGG 11 puede realizarse en un solo sistema. Combina las ventajas de los dos procedimientos midiendo los siguientes parámetros de las grasas, esenciales en una aplicación de rodamientos:

  • clasificación de funcionamiento silencioso de los lubricantes en cuando a rodadura sobre partículas,
  • determinación de daños permanentes en el rodamiento causados por el lubricante,
  • características de amortiguación del lubricante,
  • comportamiento de la grasa en el arranque,
  • ruido de la grasa durante un funcionamiento constante,
  • picos de ruido de las bandas media y alta,
  • comparación de lubricantes con respecto a sus características de amortiguación sonora.

Además de los equipos de control de grasa BeQuiet+, SKF ofrece una gama completa de productos a la industria de lubricantes para asegurar que los sistemas de rodamientos puedan funcionar silenciosamente sin excusas, y tener una larga vida operativa.

 


Controladores de grasas SKF, una gama completa de productos para la industria de lubricantes

  • BeQuiet+: controlador de ruidos de la grasa.
  • R0F+: plataforma de pruebas de vida útil.
  • RHF1: plataforma de pruebas de vida útil para aplicaciones de alta velocidad.
  • EMCOR: plataforma de pruebas para resistencia a la corrosión (estandarizada).
  • V2F: plataforma de pruebas para rodamientos de ejes de ferrocarriles (estandarizada).
  • R2F: plataforma de pruebas de comportamiento dinámico mecánico.
  • RST: plataforma de pruebas de resistencia a esfuerzos cortantes (estandarizada).

 

 

 

 

 



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DATOS

El control de los ruidos es una técnica importante que ayuda a determinar la calidad de la grasa. La calidad de la grasa es vital para el rendimiento y la duración de los rodamientos en una aplicación. SKF es uno de los líderes en el desarrollo de sistemas prácticos para la medición del ruido producido por las grasas, y sus métodos de ensayo se han convertido en una norma aceptada en la industria. El último equipo de pruebas del mercado para este fin es el BeQuiet+ de SKF.

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