Parámetros esenciales de los lubricantes para rodamientos de motores eléctricos

Hace unos días, un ingeniero preguntó sobre la selección de lubricantes para rodamientos. Los fabricantes de lubricantes habían proporcionado una plétora de indicadores de rendimiento, pero los significados detrás de estos parámetros no estaban claros.

Hoy hablaremos de los parámetros básicos y su significado para los lubricantes de cojinetes de motor.

Lubricación de rodamientos

En términos de lubricación de rodamientosEn cuanto a los lubricantes, existen lubricantes sólidos, lubricantes líquidos y lubricantes de grasa. En los motores, la lubricación con grasa es la más utilizada. Los motores grandes pueden lubricarse con aceite, y los motores para fines especiales pueden utilizar lubricantes sólidos.

En este contexto, nos centraremos principalmente en los parámetros relacionados con la lubricación por grasa.

1. Lubricación con grasa

Generalmente, la grasa lubricante se compone de un agente espesante, un aceite base y aditivos. Los parámetros asociados a estos componentes constituyen las principales características de la grasa.

Desde el punto de vista de los componentes, la grasa posee numerosos parámetros, incluidas propiedades físicas y químicas. Sin entrar en detalles sobre cada parámetro, aquí nos centraremos en varios de uso común en la lubricación de rodamientos de motor: el punto de gota, la penetración y la viscosidad del aceite base.

En el diseño de motores, el rendimiento de lubricación de la grasa se calcula a través de la viscosidad del aceite base, mientras que la idoneidad de la grasa se evalúa desde las perspectivas del punto de gota y la penetración.

(1) Punta

A medida que aumenta la temperatura, la grasa lubricante se ablanda. El punto de goteo se define como la temperatura a la que la primera gota (o columna) de líquido fluye fuera del recipiente experimental cuando la grasa lubricante se calienta en condiciones especificadas. Los métodos de ensayo para el punto de gota incluyen:

1) GB/T270

2) GB/4929, ASTM D566, ISO2167

3) GB3498, ASTM D2665

Si le interesa, puede buscar estos métodos específicamente. Aquí no vamos a entrar en detalles. Para los ingenieros de motores, la importancia práctica del punto de gota en la elección de la grasa lubricante es como límite de temperatura.

Por lo general, la temperatura máxima de uso de la grasa lubricante debe ser de 30-50 grados inferior al punto de goteo. Para escenarios de baja velocidad, la temperatura máxima de uso de la grasa lubricante debe ser de 15-30 grados inferior al punto de goteo. (Las definiciones de alta velocidad y baja velocidad se introducirán en los artículos relacionados con la velocidad de rotación).

Aplicar directamente el punto de gota como temperatura máxima de uso de la grasa suele ser inadecuado.

Algunos fabricantes facilitan directamente el intervalo de temperatura de trabajo de la grasa lubricante, lo que resulta más útil para los ingenieros de motores a la hora de elegir. Es importante señalar que no basta con elegir una grasa lubricante dentro del intervalo del punto de goteo. La selección final debe incluir también consideraciones y cálculos de viscosidad.

(2) Penetración

La penetración, también conocida como penetración cónica, es una medida de la viscosidad de las grasas y aceites o, en otras palabras, de su grado de dureza o blandura. La penetración se refiere a la profundidad a la que cae una muestra en forma de cono en condiciones específicas de carga, tiempo y temperatura. La unidad de medida es 0,1 mm. Cuanto mayor es la penetración, más blanda es la grasa o el aceite, y viceversa.

La penetración puede medirse utilizando la norma GB/T269-91. La norma internacional equivalente es ISO/DIS2173.

Existen diferencias claras entre la penetración de trabajo y la de no trabajo. Se utiliza sobre todo para comprobar la estabilidad de grasas y aceites bajo carga. Esto se consigue comparando la penetración antes y después de poner a trabajar las grasas y aceites.

La penetración se divide en nueve grados:

Normalmente, la grasa lubricante utilizada en los cojinetes de motores eléctricos es de grado 2 ó 3, y rara vez se utilizan otros grados. La selección de los grados de grasa se tratará específicamente en artículos posteriores.

(3) Viscosidad del aceite base de la grasa

La grasa se compone de un espesante (base de jabón), aceite base y aditivos. El aceite base es especialmente importante. Hay muchos parámetros del aceite base, entre los cuales el más significativo para los ingenieros de motores es la viscosidad del aceite base.

Esta viscosidad es un indicador de la fricción dentro del lubricante. Sin aditivos, cuanto mayor sea la viscosidad, mayor será la resistencia de la película de aceite y menor la fluidez. Más adelante se presentarán métodos de cálculo detallados.

Lo anterior sólo describe los tres indicadores más críticos para la lubricación de rodamientos de motores. De hecho, existen muchos otros indicadores para la lubricación de rodamientos de motores eléctricos, como el índice de viscosidad, el punto de inflamación, el punto de fluidez, etc.

Según mi experiencia práctica, el dominio de la aplicación de los tres indicadores anteriores puede resolver más de la mitad de los problemas de selección de lubricantes a los que se enfrentan los ingenieros de motores.