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Nov 15, 2023

Los cojinetes de acero pueden ser los más comunes, pero no siempre son apropiados

Los cojinetes no metálicos pueden no ser adecuados para todos

Los cojinetes no metálicos pueden no ser adecuados para todas las aplicaciones, pero en algunas son ideales. Uno de estos es en ambientes sumergidos o de agua salada donde las alternativas de metal son propensas a la corrosión.

Los cojinetes de plástico brindan una excelente resistencia a la corrosión y la mayoría también son químicamente resistentes. Suelen estar hechos de resina de acetal (POM), pero hay otros materiales disponibles para ácidos y álcalis más fuertes, como PEEK, PTFE y PVDF. Estos plásticos también tienen buena resistencia al cloro y se utilizan a menudo en equipos de piscinas. Sin embargo, estos solo deben usarse en aplicaciones de baja carga y baja precisión. Del mismo modo, los rodamientos utilizados en la industria de alimentos y bebidas deben poder soportar lavados regulares y limpieza con vapor, así como fluidos y materiales potencialmente corrosivos, pero también deben cumplir con los estándares de higiene de la industria.

El plástico puede incluso funcionar eficazmente en agua y agua salada. Además, a diferencia de las variedades de acero inoxidable, el rendimiento de los rodamientos no se ve afectado, incluso cuando están completamente sumergidos. Sin embargo, si se usa con jaulas PA66, un tipo de nailon reforzado, la jaula absorberá agua después de una exposición prolongada, lo que provocará una pérdida de resistencia a la tracción del rodamiento.

Hay una idea errónea común de que todos los cojinetes resistentes a la corrosión son adecuados para uso bajo el agua. Sin embargo, éste no es el caso. Es importante tener en cuenta todos los aspectos del rodamiento antes de declarar que su uso es seguro en entornos húmedos. Para los rodamientos de plástico, existen varios materiales alternativos para anillos, jaulas y bolas, cuando las jaulas de PA66 no son suficientes. Sin embargo, la elección más adecuada dependerá de la aplicación requerida del rodamiento.

Los rodamientos completamente cerámicos, hechos de zirconio o nitruro de silicio con jaulas y sellos de PEEK no se ven afectados por el agua de mar y, por lo tanto, pueden usarse en ambientes marinos, incluso cuando están completamente sumergidos. Sin embargo, la mayoría de los 'cojinetes cerámicos' son cojinetes híbridos: los anillos interior y exterior de los cojinetes están hechos de acero, pero los elementos rodantes del cojinete son cerámicos.

Al usar un rodamiento híbrido, es importante recordar que los elementos de acero inoxidable aún se oxidarán y corroerán si se usan en ambientes sumergidos.

Los cojinetes cerámicos hechos de zirconio o nitruro de silicio pueden funcionar cuando están completamente sumergidos y son la mejor opción si se busca un "cojinete submarino" completo. Estos rodamientos no se ven afectados por el agua de mar y funcionan sin problemas cuando están permanentemente bajo el agua. Sin embargo, para lograr una resistencia completa a la corrosión bajo el agua, es posible que el rodamiento requiera una nueva lubricación con un aceite o grasa más adecuado.

Claramente, la resistencia a la corrosión es una especificación amplia cuando se busca un rodamiento. Ya sea que la aplicación sea para procesamiento de alimentos, fabricación de productos químicos o aplicaciones marinas, elegir el rodamiento correcto no es tarea fácil. De hecho, el material, la jaula y la lubricación dependen de la aplicación exacta del rodamiento.

"Nuestra gama de cojinetes de plástico es ideal para este tipo de aplicaciones", dijo Chris Johnson, director general de SMB Bearings. "Los cojinetes de plástico no son corrosivos y generalmente no están lubricados, lo que los hace ideales para equipos comerciales de alimentos. La resina de acetal es el material estándar, pero hay alternativas disponibles para una mayor resistencia a la corrosión en entornos agresivos como la industria química. La gama estándar de cojinetes de plástico son disponible con bolas de vidrio o acero inoxidable 316, siendo este último más popular en aplicaciones alimentarias ya que las bolas se detectan fácilmente en caso de falla del rodamiento.

"Si bien los cojinetes de plástico son adecuados para una amplia gama de aplicaciones, tienen limitaciones", explica Johnson. "Como el material es mucho más blando que el acero, los cojinetes de plástico solo deben usarse en aplicaciones de baja carga. Sin embargo, muchos fabricantes no se dan cuenta de que los cojinetes se pueden emparejar para aumentar su capacidad de carga general".

La gama de rodamientos de plástico que ofrece SMB Bearings es ideal para aplicaciones de menor precisión, como rodillos transportadores y carros. También se pueden suministrar con bridas para facilitar su ubicación en un alojamiento.

En un experimento reciente en el laboratorio de pruebas de tecnología seca de la empresa en Colonia, Alemania, igus comparó la resiliencia de su rodamiento de bolas con pestaña xiros y un rodamiento metálico convencional en agua salada. Los resultados demuestran que el uso de triboplásticos libres de lubricación y mantenimiento permite que el rodamiento xiros permanezca completamente ileso.

Para el experimento, los ingenieros de igus llenaron un recipiente con agua salada del mar y la calentaron a 80 °C. A continuación, se colocaron dos rodamientos durante 120 horas: un rodamiento de brida clásico de 2 orificios fabricado en metal y un rodamiento de brida xiros fabricado en xirodur B180. Ambos rodamientos no se cubrieron por completo en la prueba, sino que se expusieron al aire para desencadenar el efecto de corrosión.

"El resultado de la prueba habló claramente al final", dice Robert Dumayne, director de tecnología seca de igus. "Después de unas pocas horas, el cojinete de metal comenzó a corroerse". Al final del experimento, eran visibles rastros significativos de óxido en todos los componentes metálicos. El rodamiento de bolas con brida xiros permaneció intacto, incluso después de 120 horas en agua salada calentada; estar libre de corrosión es una clara ventaja para los fabricantes de máquinas que diseñan equipos para su uso en salas limpias y tecnología médica y alimentaria, donde la oxidación representa un riesgo para la higiene.

Los rodamientos de bolas xiros suelen constar de cuatro componentes: los anillos interior y exterior, así como las jaulas de plástico y las bolas de acero inoxidable o vidrio. A diferencia de los cojinetes de metal, los cojinetes de polímero resistentes al desgaste permiten un funcionamiento en seco muy suave e higiénico sin una sola gota de aceite lubricante y no requieren mantenimiento. Su larga vida útil se puede calcular fácilmente en línea.

Además, los cojinetes de plástico son eléctricamente aislantes, resistentes a temperaturas de -40 a 80 °C, no magnéticos y un 60 % más ligeros y hasta un 40 % más rentables que los cojinetes metálicos comparables. Son adecuados para absorber cargas medias y, debido a su fiabilidad, son muy utilizados en cintas transportadoras, máquinas de etiquetado, manipulación y envasado, así como en máquinas llenadoras.