Corrosión y desgaste de los cojinetes de batalla

La batalla contra la corrosión es un desafío y algunas industrias son más sensibles a ella que otras. La evitación y la prevención son particularmente importantes en aplicaciones de procesamiento de alimentos, bebidas y médicos donde el daño por invasión corrosiva es costoso. La corrosión es dañina desde una amplia variedad de perspectivas. Debilita los materiales base, limita la longevidad de la máquina, es poco atractivo desde el punto de vista cosmético, puede crear las impurezas resultantes y, en última instancia, puede afectar la producción. Muchos fabricantes de productos de transmisión de energía están investigando continuamente métodos y medios para ganar esta batalla.

Las ofertas de productos de rodamientos montados han cambiado considerablemente en los últimos 15 años. Muchos fabricantes de rodamientos han escuchado las necesidades de sus clientes y han desarrollado rodamientos asequibles que ofrecen alta capacidad de carga, junto con longevidad y resistencia a la corrosión. Los fabricantes han centrado sus esfuerzos en mejorar las carcasas de los rodamientos, las pistas de rodadura, los sellos de los rodamientos e incluso la jaula del rodamiento.

Uno de los principales desafíos para los fabricantes de rodamientos es proporcionar productos que maximicen la protección contra la corrosión, al tiempo que mantienen la resistencia del material y la capacidad de carga. Normalmente, los materiales con propiedades superiores de resistencia a la corrosión carecen de las propiedades mecánicas, como resistencia y dureza, necesarias para un funcionamiento tolerable del rodamiento. Por el contrario, los aceros con características ideales para el funcionamiento de los rodamientos no han tenido un rendimiento satisfactorio cuando se exponen a entornos hostiles y sustancias químicas reactivas.

Además de la protección de la carcasa, se debe considerar el rodamiento en sí. Los aceros inoxidables se ofrecen para anillos interiores, rodillos y anillos exteriores en grados de material como 420, 410, 303, 304 y el más popular, 440C. Sin embargo, muchos de los aceros inoxidables que se ofrecen no mantienen las mismas capacidades de carga que las contrapartes de acero ferroso. Como resultado, la capacidad del rodamiento puede caer hasta un 20% por debajo de las ofertas de acero estándar. Por lo tanto, son más prácticos para productos de rodamientos de bolas con menor tensión que los productos de rodamientos de rodillos con mayor tensión. Además, los aceros inoxidables no son inertes con muchos productos químicos y entornos. Por lo tanto, muchas ofertas de productos de rodamientos de bolas comunes incluyen una opción chapada. Estos revestimientos se incluyen en las pistas de rodadura del anillo interior y exterior y varían desde cromato de zinc y níquel con bajo contenido de fósforo hasta compuestos de níquel y variaciones de cromo. Al igual que las carcasas, el rodamiento debe seleccionarse para la aplicación con expectativas de rendimiento equilibradas con el costo y la funcionalidad.Las carcasas de los rodamientos están disponibles en revestimientos, enchapados y aceros inoxidables de las series 304 y 316, así como en polímeros no metálicos como PBT, polipropileno y resinas de poliamida. Muchos de los polímeros no metálicos a menudo están enriquecidos con agentes antimicrobianos que ayudan a matar microorganismos. Los recubrimientos comunes que se usan en carcasas de cojinetes de hierro fundido o montados en acero incluyen pintura epoxi en polvo, níquel y nailon. Algunas ofertas son más efectivas que otras contra determinados productos químicos, cargas y entorno general. Por ejemplo, las carcasas de acero inoxidable funcionan bien cuando se exponen a acetona, mientras que una carcasa de PBT no metálica no lo hace. La clave es seleccionar la opción de material de carcasa adecuada según la aplicación.

La mayoría de los productos resistentes a la corrosión están diseñados y pensados ​​para su uso en las industrias de alimentos y bebidas. En estas aplicaciones, evite elegir un rodamiento con cavidades o huecos dentro y alrededor de la carcasa donde los alimentos, la humedad y la contaminación pueden quedar atrapados. Estas áreas permiten el crecimiento de bacterias y pueden promover la corrosión. En su lugar, elija un rodamiento con patas sólidas, cuerpos inferiores sólidos y una superficie plana y lisa. Este estilo es más eficaz para repeler la contaminación y obstaculizar la acumulación de partículas.

Más allá de la protección contra la corrosión, también es importante considerar la longevidad del producto. Muchas aplicaciones en las industrias de alimentos, bebidas y farmacéutica utilizan procesos de lavado con una variedad de productos químicos para matar bacterias y microorganismos. Este proceso de lavado puede ser letal para un rodamiento que no está bien protegido. Los dos componentes más críticos para el funcionamiento exitoso de los cojinetes antifricción son la lubricación eficaz y la prevención de la contaminación. El lavado a alta presión amenaza a ambos componentes. La entrada de humedad en la cavidad sellada del rodamiento deteriorará la lubricación, corroerá las pistas de rodadura y los rodillos, degradará las superficies de contacto y provocará una falla prematura del rodamiento. Por lo tanto, la mejor manera de evitar fallas en los rodamientos es proteger la estabilidad del lubricante y evitar que la contaminación ingrese a la cavidad del rodamiento a través de un sistema de sellado de primera calidad.

Hay una variedad de sistemas de sellado disponibles con productos lavables. Los sellos más efectivos incluyen protectores de acero inoxidable 304 o 316 que incluyen un deflector giratorio y al menos tres labios de contacto elastoméricos en cada lado del rodamiento. Los deflectores giratorios ayudan a propulsar los contaminantes lejos de la entrada del rodamiento. Cuanto mayor es el diámetro del deflector, más aceleración centrífuga se utiliza, lo que resulta en un sellado más eficaz. Estos deflectores también pueden tener extensiones de contacto elastoméricas. Los tres labios de contacto del protector principal no giratorio tienen una forma que permite que el exceso de grasa fluya y, al mismo tiempo, evite que la humedad y los contaminantes entren en ellos. La presión de contacto de cada labio del sello se adapta para maximizar la efectividad del sello, mientras que se minimiza el arrastre para permitir un amplio rango de velocidades de operación del rodamiento. Cuando el rodamiento está lubricado, el área entre cada labio de contacto forma un dique de grasa que actúa como una barrera suplementaria para evitar la entrada de partículas extrañas.

A menudo se utiliza un sellado adicional con cierres de extremo que sellan completamente el inserto en un lado de la carcasa. Los cierres generalmente encajan en su lugar y se mantienen rígidos a la carcasa del cojinete. Si el eje termina en el rodamiento, el rodamiento se puede cerrar y proteger completamente. Si el eje continúa más allá del rodamiento, hay cierres de extremo disponibles que permiten que el eje se extienda a través de ellos. Estos cierres de extremo abierto a menudo utilizarán un laberinto giratorio adicional para brindar protección y confiabilidad adicionales.

Algunos de los últimos desarrollos con rodamientos de bolas incluyen diseños de jaula revolucionarios, que ayudan a canalizar y proteger la lubricación cerca de los elementos rodantes. En el caso de que las prácticas de lavado permitan que la humedad comprometa la cavidad del cojinete sellada, la grasa podría contaminarse y agotarse. Las nuevas jaulas crean compartimentos que protegen el lubricante cerca de las bolas. Esto permite que las bolas estén en contacto constante con una lubricación eficaz. El resultado es menos desgaste, fricción minimizada y menos calor. A su vez, el rodamiento no requiere los intervalos de relubricación agresivos que requieren los rodamientos con jaulas estándar. Como resultado, las inversiones del usuario están aún más protegidas y se maximiza la efectividad de la lubricación.

Otra táctica eficaz para proteger los rodamientos de bolas montados en entornos de lavado es llenar la cavidad sellada del rodamiento al 100% con grasa. Esto permite un depósito de grasa más grande, construye un dique de grasa más grande dentro y alrededor del área del sello, disminuye el impacto de la invasión de humedad en la cavidad del cojinete y agrega mayor confiabilidad para intervalos de relubricación prolongados. La mayoría de estos rodamientos también se ofrecen con grasa de grado alimenticio con clasificación H1 para el contacto accidental con alimentos, lo que los hace ideales en máquinas de procesamiento de alimentos, bebidas y farmacéuticas.

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