Ingeniería

La lubricación automática incrementa la fiabilidad

Los sistemas de lubricación centralizada para maquinaria pesada en las industrias de construcción, obras públicas y minería se amortizan rápidamente, reducen el riesgo de averías y contribuyen a aumentar la productividad.

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Tecnología

Poder terminar los proyectos dentro de sus plazos es cada vez más importante en los trabajos de construcción y obras públicas. Para conseguir la máxima productividad en todo momento la maquinaria de construcción debe estar en perfecto estado. De lo contrario se corre el riesgo de retrasos en las obras, que normalmente comportan costes incalculables. Esto puede ser muy frustrante, en especial si la máquina se avería por una lubricación inadecuada o unas juntas defectuosas.

La fricción, el desgaste, la corrosión y la suciedad causan daños significativos en los componentes mecánicos. No obstante hay una manera demostrada de contrarrestarlos: utilizar sistemas de lubricación centralizada a medida, que lubriquen automáticamente y protejan los puntos apropiados, aportando la cantidad de lubricante y el lubricante adecuados en el instante preciso. El sistema que proporciona los mejores resultados en términos económicos y ecológicos depende en gran parte del tipo de máquina y de la temperatura ambiente y condiciones operativas. La palabra mágica aquí es: ¡personalización!

Los sistemas de lubricación centralizada desarrollados por SKF para maquinaria de construcción ofrecen alta fiabilidad operativa gracias a su robusto diseño. Utilizan bombas de pistón de la serie KFG(S) con unidad de control integrada (fig. 1). El lubricante se reparte usando distribuidores progresivos, que suministran consecutivamente la cantidad de grasa precisa en cada punto de lubricación individual durante el funcionamiento de la bomba, asegurando así que cada punto reciba una lubricación óptima.

Técnica de monitorización sencilla
SKF ha desarrollado un indicador de llenado cuasi-analógico para que el operario pueda tener una visión general del nivel de llenado real del depósito en cualquier momento. Detecta digitalmente el cambio en el nivel de llenado, y lo presenta en pasos analógicos, por ejemplo, en incrementos de 0,5 litros. Esta tecnología permite al operador de la máquina llenar el depósito a tiempo y cuando sea conveniente, por ejemplo durante las paradas en el trabajo entre cambios de máquina. La evaluación sistemática de la señal también puede usarse para determinar el consumo de lubricante. Puede activarse una solicitud de servicio en caso de grandes desviaciones del consumo normal.

La unidad básica IG502 de SKF es un sistema de control universal y simple para sistemas de lubricación centralizada. En la feria comercial Bauma 2010, SKF presentó la nueva unidad de control LC502, que ofrece diversas funciones nuevas y mejoradas (fig. 2). Aun cuando la unidad de control IG502 sigue comercializándose como equipo estándar, el modelo LC502 y sus numerosas nuevas opciones abren paso a una amplia gama de aplicaciones. Merecen destacarse las nuevas alternativas de control que usan varios parámetros. Además del control dependiente del tiempo en minutos, ahora la supervisión también puede efectuarse basándose en la velocidad de la bomba. Tiene la ventaja de evitar variaciones de velocidad, factor que no se tiene en cuenta en los sistemas de control que sólo dependen del tiempo. Estas variaciones pueden ser el resultado de factores térmicos o de viscosidad, de fluctuaciones en la tensión eléctrica y de otros motivos. Una distribución exacta del lubricante es primordial en los puntos de lubricación con pocos requisitos de grasa y, por tanto, de volúmenes de dosificación bajos.

La nueva unidad también se destaca por la alta fiabilidad de la lubricación, ya que puede monitorizar hasta tres zonas. Asimismo, va provista de monitorización de rotura de cables y protección de sobrecarga.

Los ingenieros de SKF también han desarrollado una nueva válvula direccional de 5/4 para máquinas de construcción de gran tamaño en las que el sistema de lubricación tiene que dividirse en varias zonas independientes (fig 3). La válvula incorpora una entrada conmutable a una de las cuatro salidas cada vez, que permite abastecer con lubricante y monitorizar mediante una unidad de control separada hasta cuatro zonas independientes. Otra forma de optimizar la lubricación en maquinaria de construcción es utilizando el protocolo de comunicaciones bus CAN (Controller Area Network) para integrar el sistema de lubricación centralizado en la red de comunicación que la máquina tiene a bordo. Como es natural, esto exige una preparación por parte del fabricante, ya que no es práctico realizar una simple modernización de la maquinaria existente.

SKF ha desarrollado la bomba FK para atender a los altos requisitos de lubricación de la maquinaria pesada en cuanto a suministro y consumo de lubricante, y a tuberías de gran longitud, por ejemplo en el sector de minería. Esta unidad tiene un diseño modular y está robustamente construida, ofreciendo un alto grado de fiabilidad operativa, incluso cuando se utilizan lubricantes de alta viscosidad. Se ha diseñado para una presión de funcionamiento de hasta 400 bar (40 MPa). Lo bueno de la bomba FK es que el cliente puede configurarla para que se adapte de forma óptima a la aplicación deseada antes de hacer el pedido. Se suministran depósitos de lubricante con una capacidad de 15, 30 o 60 kg. El caudal de lubricante puede regularse en incrementos regulares de entre 12 y 74 cm3/min. La alimentación eléctrica en VCA o VCC permite integrar la unidad de bombeo FK a los sistemas móviles o estacionarios más comunes.

Modernización sencilla
La maquinaria de construcción sin sistemas de lubricación centralizados puede modernizarse con relativamente poco trabajo siempre que el kit necesario se adapte a la máquina en cuestión y pueda instalarse con facilidad y rapidez. Los kits de modernización de SKF cumplen ambos requisitos. Se han fabricado en concordancia con las especificaciones de los fabricantes más destacados, y cumplen con sus requisitos y estándares en lubricantes. Pueden obtenerse kits de todos los diseños; lo mismo rige para los kits de reparación. Para cerciorarse de que la modernización o reparación pueda llevarse a cabo sin complicaciones, SKF proporciona kits completos con todos los componentes necesarios, además de los planos e instrucciones de montaje de los sistemas de lubricación centralizada para el tipo particular de maquinaria de construcción. En cualquier caso, un técnico de servicio de SKF puede realizar el montaje bajo pedido.

Unidad de lubricación autónoma para martillos hidráulicos y otras herramientas.
Los martillos hidráulicos precisan un lubricante diferente del de los puntos de engrase de una excavadora. La experiencia práctica muestra que los clientes utilizan este tipo de accesorio independientemente del equipo portante. El reto para los ingenieros de SKF fue desarrollar una bomba que fuera autónoma, compacta, y tuviera poca necesidad de mantenimiento. El resultado fue el lubricador autónomo de accionamiento hidráulico HS04, que está diseñado para distribuir fiablemente los lubricantes especiales con alto contenido en sólidos, denominados pastas de cincel, que se precisan en los martillos hidráulicos. El lubricador se monta directamente en la herramienta y se conecta al sistema hidráulico existente en la máquina. Tan pronto como la herramienta empieza a funcionar, es decir, al activarse el sistema hidráulico, la bomba lubrica los puntos de engrase conectados. Es posible regular la cantidad de lubricante suministrado. En lugar del depósito de grasa convencional, el HS04 está equipado con un cartucho con rosca estándar muy práctico y fácil de cambiar por el operario. SKF también ofrece varias opciones de adaptador.

El aspecto técnico de mayor relieve del lubricador es su sofisticado y patentado sistema de accionamiento. Las unidades de lubricación que se montan en un martillo hidráulico deben soportar las exigencias del medio. Aparte de la suciedad y polvo asociados al funcionamiento, la unidad también debe resistir fuertes sacudidas y vibraciones. Cuando se diseñó el HS04 se optó por una solución puramente hidráulica en lugar de un sistema de transmisión mecánico, un concepto que ha demostrado su fiabilidad en numerosas pruebas prácticas.

Este lubricador no sólo puede usarse con martillos hidráulicos. Hay que tener en cuenta que se trata de una bomba accionada hidráulicamente, autónoma, compacta y de escaso mantenimiento. Muchos implementos y herramientas adicionales de maquinaria de construcción no poseen accionamiento propio sino que funcionan hidráulicamente, y tienen puntos en los que la lubricación es imprescindible. Entre esas herramientas pueden citarse las pinzas de demolición, las cucharas cribadoras, etc. El HS04 también es una solución excelente para asegurar la productividad de estos equipos y mejorarla, puesto que el HS04, evidentemente, puede distribuir grasas NLGI clase 2, además de pasta de cincel.


Experiencia de clientes

La lubricación centralizada contribuye a reducir el impacto medioambiental

¿En qué grado contribuimos a mejorar el medio ambiente equipando una máquina con lubricación centralizada? Para contestar a esta pregunta con datos empíricos fiables, Thilo Standhardt, de SKF, se puso en contacto con Andreas Englisch, director técnico de Albert Weil AG, de Elz, una ciudad alemana a medio camino entre Frankfurt/Main y Bonn. La empresa Andreas Weil AG es un antiguo cliente de SKF y posee un parque de más de 50 maquinas de construcción, con pesos de entre 3 y 87 toneladas (fig. 4).

SKF pudo determinar con mucha precisión los ahorros en lubricante en dos modelos de referencia gracias a la experiencia práctica de Weil y a los parámetros disponibles del caudal de los sistemas de lubricación centralizada. Se seleccionaron una pequeña cargadora de ruedas Atlas 82E (fig. 5) y una excavadora de oruga Hitachi ZX 470 de 45 toneladas (fig. 6). El parque de maquinaria de Weil consta de 20 cargadoras pequeñas de ruedas y 28 excavadoras de oruga, con un peso bruto de entre 15 y 87 toneladas.

Si las máquinas reciben mantenimiento diario y en concordancia con las instrucciones, se calcula que el uso de sistemas de lubricación centralizada supone un ahorro anual de lubricante del 28%, o de 668 kg para todo el parque de maquinaria.

Este cálculo se basa en las siguientes suposiciones prácticas:

  • 8 horas de funcionamiento diarias
  • 5 días a la semana
  • 1 embolada de una jeringa de grasa manual representa aprox. 2 cm3
  • 1 cm3 = 1 gramo
  • Engrase manual según las instrucciones; inyección de grasa hasta que sea claramente visible que sale grasa limpia por los puntos de lubricación.

El cálculo se ha realizado como sigue:
Consumo de grasa usando lubricación manual

  • 20 cargadoras de ruedas 1.132.800 cm3
  • 28 excavadoras 1.236.500 cm3
  • Al año: 2.369.300 cm3 (aprox. 2.369 kg)

Consumo de grasa con lubricación centralizada:

  • 20 cargadoras de ruedas 752.600 cm3