Una de las principales limitaciones de la grasa es su tendencia a ser centrifugada a velocidades altas o a ser completamente desplazada cuando los elementos son sometidos a altas cargas. Cuando la velocidad de la bomba centrífuga supera los 3.600 RPM las posibilidades de utilizar grasas minerales de uso múltiple como lubricante se ve comprometida, debido a que los intervalos entre re-lubricación se reducen de forma significativa. La grasa como lubricante se debe
limitar a servicios en los cuales las potencias no superen los 150 kW (200 HP) y las velocidades no sean superiores a 3.600 RPM.
Por ejemplo, usando la metodología del “Tribology Handbook de Mike Neal”, para estimar la vida aproximada de la grasa y los periodos de re-lubricación en una bomba centrífuga equipada con cojinetes de bolas de 60 mm de diámetro del agujero del eje, serie media, con cajera de acero prensada para centrar las esferas, lubricado con una grasa a base de jabón de Litio de consistencia 3. La bomba opera a una temperatura de 100 °C (212 °F) y la primera velocidad para la selección del intervalo de re- lubricación será de 1.800 RPM. El resultado da una vida aproximada de la grasa de 3.700 horas, lo que indica que las bombas tienen que ser re- lubricada como mínimo cada cinco meses). Ahora si la velocidad de la bomba la incrementamos hasta 3.600 RPM la vida de la grasa se reduce hasta aproximadamente 1.300
horas, lo que indica que la bomba tiene que ser
re-lubricada cada 1,8 meses.
Manteniendo la velocidad inicial de la bomba de 1.800 RPM pero incrementando la temperatura de 100 °C a 120 °C la vida de la grasa se reduce a 1.200 horas es decir que debe ser re-lubricada cada 1,6 meses. La temperatura y la velocidad
aparte de la carga, son dos factores determinantes en la vida estimada de la grasa.
De acuerdo con algunos fabricantes la vida del aceite mineral (por extensión de la grasa, que
está compuesta de más del 70% de aceite) es de 30 años, si el trabajara permanentemente a 30
°C (86 °F), reduciéndose la vida de la grasa a la
mitad cada 10 °C (18 °F) que se incremente la temperatura. Es decir que la vida de una grasa que trabaja a 60 °C (140 °F) seria de tres años y 9 meses. Se está considerando que el lubricante sea grasa o aceite está libre de contaminantes y de humedad.
Las grasas sintéticas y de jabones complejos tienen mayor desempeño que las grasas corrientes con espesantes de jabón metálico y aceite mineral, sin embargo su costo es sensiblemente más alto que el costo de una grasa estándar. En un estudio comparativo realizado hace años que tomo como base de referencia la grasa de mayor popularidad y más usada, una grasa de jabón de Litio con aceite mineral a la cual se le asignó el valor de uno (1) para comparar su precio con grasas hechas con otros espesantes tanto metálicos como sintéticos y con otros aceites . La tabla N° 12-1 muestra la comparación entre las grasas.
Tabla 12-1.- Muestra la comparación entre los
costos de las diferentes composi- ciones de grasas industriales. En la tabla 12-1 se observa que las grasas con jabones metálicos del tipo complejas, pero con aceites base sintéticos tiene un costo de más de cinco veces el costo de una grasa estándar con aceite base mineral. Sin embargo las grasas completamente sintéticas (son sintéticos el jabón y el aceite base) superan en más de 40 veces el precio de una grasa convencional. En la actualidad con la evolución tecnológica se ha
reducido la brecha entre los precios de las grasas minerales y las sintéticas haciéndolas accesibles.
12.2.5.- METODOS DE APLICACIÓN DE
LA GRASA
Generalmente en plantas de pequeño y mediano porte las acciones de re-engrase son realizadas directamente en los equipos. Se aplica la grasa directamente en la caja de cojinetes mediante una grasera, en una actividad que es realizada por equipos de trabajadores o lubricadores o por los mecánicos o electricista que realizan el servicio a los equipos. La Figura N° 12-4 presenta como es la configuración de una cajera de cojinetes para ser re-lubricada usando una grasera.
Figura N° 12-4.- Diagrama de una cajera de
cojinetes siendo lubricada con grasa.
Fuente: http://www.skf.com/portal/skf/home/products?lang=en&maincatalog ue=1&newlink=1_0_114
En este método de re-lubricación se utilizan graseras manuales para bombear la grasa a los cojinetes. La metodología empleada es muy simple pero si no se tiene cuidado es posible que se creen las condiciones para originar la falla del equipo. A continuación se describen los pasos principales para la re-lubricación de los cojinetes de un equipo rotativo:
Observando la figura 12-4 como guía para la comprensión del re-engrase manual, el proceso es el siguiente:
Con el equipo fuera de servicio se realiza la remoción del tapón inferior de la cajera
de cojinetes que está indicado como salida de grasa en la figura 12-4;
Luego se conecta la manguera de la grasera en el tapón superior de la cajera de cojinetes y se inicia el trabajo de bombear grasa al cojinete, la actividad finaliza cuando se observa la salida de grasa nueva o limpia por el agujero de salida de la grasa;
Al terminar de agregar grasa se debe girar el rotor del equipo manualmente para que el exceso de grasa escape por la salida de grasa;
Cuando concluye la operación de re- engrase se procede a restituir los tapones superior e inferior de la cajera de cojinetes para evitar que la grasa se escape de la cajera cuando el equipo está en funcionamiento;
Luego de una o dos horas de la reactivación del funcionamiento del equipo verifique la temperatura de operación de los cojinetes para asegurar que todo este normal.
El procedimiento es muy sencillo, sin embargo es común el error de no retirar el tapón inferior de la cajera de cojinetes. Este olvido causa el empacamiento de la grasa en el interior de la cajera de cojinetes, lo que da origen a recalentamiento y/o la ruptura de los sellos de la cajera facilitando la perdida de la grasa y propiciando daños prematuros del equipo. En plantas de mayor porte o de mayor complejidad en la actualidad se están usando sistemas de distribución de grasa centralizados que actúan automáticamente y que utilizan grasa semifluida de consistencia NLGI 0, 00 ó 000. Estos sistemas facilitan las actividades de re- lubricación y de acuerdo con los registros representan ahorros en los costos de operación y reducen las paradas para mantenimiento.
También están muy difundidos en el ámbito industrial los alimentadores de grasa individuales, que actúan también de forma automática. Ellos trabajan autónomamente mediante un reloj (la energía es alimentada por baterías) o por intermedio de una reacción química. Por lo general son usados en equipos clasificados como críticos o de difícil acceso como puede ser el caso de bombas colocadas en plataformas sobre elevadas en alguna planta de procesos.
En la figura 12-5 muestra el corte de un dispensador individual de grasa, que actúa automáticamente.
Figura N° 12-5.- Dispensador automático de grasa
y su corte.
Fuente: http://www.skf.com/portal/skf/home/products ...
Existen cojinetes pre-lubricados con grasa de fábrica, donde la grasa está sellada en el interior del cojinete mediante unas tapas que pueden ser metálicas o plásticas. La duración de esta grasa, que es de altísima calidad, corresponde a la vida del cojinete. La cantidad de grasa empacada en el cojinete cubre aproximadamente el 30% del espacio libre, lo que es suficiente para garantizar una buena lubricación.
Estos cojinetes son denominados cojinetes sellados o blindados. La nomenclatura existente para diferenciar estos cojinetes sellados es Z cuando se usa una sola tapa metálica cubriendo un solo lado y 2Z o ZZ cuando se usan dos tapas metálicas para cubrir los dos lados. Cuando se usan tapas plásticas o de material elastomérico la nomenclatura es RS para una sola tapa y 2RS para dos tapas.
Existen otras variantes como la VV o 2V que son también sellados, pero con sellos de goma o plástico para mejorar la capacidad para retener grasa y evitar el ingreso de sucio y otros contaminantes.
La aplicación de los cojinetes sellados se circunscribe a servicios de baja energía y cargas limitadas, debido a que en servicios severos la duración de la grasa y por asociación la vida del cojinete se reduce drásticamente. El resultado de utilizar cojinetes sellados en servicios severos es la reducción de las horas de vida de la grasa a rangos inaceptables.
La norma ASME B73.1 permite el uso de cojinetes engrasados de por vida como una opción para los fabricantes de bombas.
La figura 12-6 muestra un cojinete sellado de
doble tapa, con tapas plásticas (2RS).
Figura N° 12-6.- Cojinete sellado con tapas
plásticas (2RS).
Fuente: www.corsairsarl.com/uk2/ball-and-roller-bearings.html
La lubricación con grasa es ventajosa cuando:
Es posible usarla de acuerdo con la demanda del equipo;
Las aplicaciones están relacionadas con ambientes altamente contaminados, donde la grasa actúa como elemento sellante por lo que evita la entrada de los contaminantes a los cojinetes;
Existen lugares difíciles de lubricar y donde no se toleran fugas de ningún tipo;
Se necesita la simplificación del sistema de lubricación.