Lubricación de accionamientos de husillo a bolas: Lubricantes, áreas de aplicación e información general

Los accionamientos de husillo a bolas o husillos con recirculación a bolas nunca deben utilizarse sin lubricación; de lo contrario, su funcionalidad no se puede garantizar y su vida útil se acortará. Pueden utilizarse lubricantes como aceite o grasa para la lubricación. Este artículo explica qué lubricante es adecuado para qué motivos y cómo lubricar de forma óptima los husillos a bolas.

Husillos a bolas/husillos con recirculación a bolas

Los husillos a bolas, también conocidos como husillos con recirculación a bolas, son componentes de alta precisión que se utilizan principalmente donde los movimientos giratorios deben convertirse en movimientos lineales y viceversa. Este es el caso, por ejemplo, cuando se levantan y bajan los accesorios tanto en dirección horizontal como vertical. La precisión se debe principalmente a la poca holgura de los husillos a bolas. Gracias a esta precisión, los husillos a bolas pueden ayudar a generar un alto grado de repetibilidad. Si se utiliza un husillo a bolas pretensado, el juego puede minimizarse aún más, lo que aumenta aún más la precisión. Funcionan de forma rápida y fiable y a menudo se utilizan como accionamiento para guías lineales. Se recomienda instalar husillos a bolas siempre con un cojinete fijo o flotante. De este modo se evitan las vibraciones y la flexión del husillo a bolas por compresión.

¿Por qué es necesario lubricar los husillos a bolas?

Los husillos a bolas deben lubricarse para un funcionamiento suave. El lubricante forma una película protectora en todas las partes importantes del husillo a bolas (eje del tornillo, superficie rodante de la tuerca y superficie de las bolas). Gracias a esta película lubricante, la fricción se minimiza, lo que da como resultado un funcionamiento más eficiente y evita la generación de calor, lo que a su vez reduce la tensión térmica sobre los componentes individuales. Una buena lubricación también contribuye a aumentar la ya buena precisión de los husillos a bolas. Una buena lubricación también contrarresta los problemas que inevitablemente surgen cuando varias piezas metálicas entran en contacto, especialmente en componentes móviles. Por lo tanto, la lubricación de los husillos a bolas también forma parte del mantenimiento y prolonga la vida útil del husillo a bolas.

Aplicación correcta del lubricante

Los husillos a bolas nunca deben utilizarse sin lubricación, ya que de lo contrario se dañarán. Los husillos a bolas suministrados por MISUMI ya están precargados. En el caso de que se utilice un husillo a bolas no precargado y sea necesaria la lubricación inicial en el momento de la puesta en marcha o deba volver a lubricarse, a continuación se proporcionan algunas instrucciones para la manipulación correcta.

La regla básica más importante es: Utilice siempre el mismo lubricante. No deben mezclarse lubricantes diferentes entre sí. Porque si se mezclan, pueden producirse reacciones no deseadas entre los lubricantes, lo que resulta, por ejemplo, en aglutinación y otras impurezas, que pueden tener un impacto negativo duradero en la funcionalidad del husillo a bolas. La selección del lubricante adecuado depende del área de uso y de la aplicación prevista.

Antes de la lubricación inicial, primero deben eliminarse los aceites que inhiben el óxido y otras sustancias. Se relubrica dentro de los intervalos especificados. Estos intervalos son tan diferentes como las propias aplicaciones: Dependen del número de horas de funcionamiento, las condiciones de funcionamiento o la aplicación. Algunas condiciones de funcionamiento requieren una lubricación más frecuente. Las altas temperaturas de funcionamiento, por ejemplo, pueden reducir la lubricidad de un lubricante. Una alta exposición al polvo y otras partículas hará que el lubricante se ensucie y se deba reemplazar más rápidamente.

Para una relubricación correcta, primero debe comprobarse si el husillo a bolas presenta daños, partículas extrañas y contaminación. Los ruidos inusuales también pueden indicar un mal funcionamiento. En el siguiente paso, el husillo a bolas debe limpiarse con agentes de limpieza y disolventes adecuados. Estos agentes deben enjuagarse a fondo del husillo a bolas. Ahora se realiza la prueba de función: La tuerca esférica debe moverse varias veces por toda la trayectoria sobre el husillo seco, no lubricado. Si funcionan suavemente sin resistencia o sin ruido, el cuerpo del rodillo y el husillo no presentan anomalías. El lubricante restante dispensado por los cuerpos de los rodillos puede eliminarse ahora con un paño seco sin pelusa. A continuación, el husillo a bolas debe lubricarse inmediatamente de acuerdo con las instrucciones del fabricante y, si es necesario, protegerse contra el óxido y otros daños utilizando agentes adecuados. Hay varios métodos para engrasar el husillo. Si se lubrica manualmente, el lubricante se aplica con un cepillo o una pistola de grasa, por ejemplo. Sin embargo, también hay sistemas de lubricación automática que proporcionan con precisión la cantidad adecuada de lubricante.

Diferencia entre lubricación con aceite y grasa

Las grasas y aceites lubricantes proporcionan protección contra la corrosión. Sin embargo, ofrecen diferentes ventajas y desventajas, así como posibles aplicaciones.

Aceite

Los husillos a bolas lubricados con aceite pueden requerir menos mantenimiento, ya que el aceite elimina los contaminantes y una gran parte de los posibles contaminantes a medida que fluye a través de la tuerca del husillo a bolas. A diferencia de la grasa, la tuerca roscada no empuja el aceite, por lo que se forman menos depósitos.

Otros beneficios del aceite son:

• El aceite puede aplicarse directamente en el punto de lubricación. Elimina la humedad y la suciedad y se puede utilizar para enfriar además de la lubricación.
• Los aceites funcionan bien a velocidades de funcionamiento, temperaturas y tamaños de carga bajos a medios.

En condiciones más extremas, un recubrimiento de aceite puede quedar inutilizable y la fricción metal-metal no detectada puede causar daños rápidamente. En general, los aceites son más costosos que la grasa porque requieren una bomba y un sistema de filtro para la aplicación. Además, pueden ser la razón de la contaminación en el husillo a bolas si se utiliza demasiado lubricante o si el lubricante no es adecuado para la aplicación.

Grasas

Las grasas se pueden aplicar directamente al husillo o a la tuerca esférica si tiene orificios abiertos que pueden bombear la grasa.

Otras ventajas de las grasas son:

• También son adecuadas para altas velocidades de rotación.
• Por lo general, son más rentables y a menudo permiten intervalos de lubricación largos.
• Las grasas lubricantes pueden procesarse con aditivos para lubricantes sintéticos que resisten temperaturas, cargas y velocidades de rotación extremas.
• Hay grasas especiales de calidad para salas de vacío o salas limpias.

Debe tenerse en cuenta que algunas grasas no son compatibles y, por ejemplo, provocan aglutinación. La compatibilidad siempre debe comprobarse de antemano. Además, la grasa a menudo se acumula con partículas abrasivas en las tuercas de los husillos a bolas.

Para husillos a bolas o husillos con recirculación a bolas, también hay disponibles, por ejemplo, grasa para husillos especialmente desarrollada con características especiales. La grasa para husillos es muy viscosa y garantiza una fricción especialmente baja.

Aditivos

Los aditivos mejoran las características de la grasa. Por ejemplo, las grasas se pueden procesar con aditivos para lubricantes sintéticos que pueden soportar incluso temperaturas, cargas y velocidades de rotación extremas. La adición de aditivos reduce el desgaste y minimiza la fricción. La grasa, por ejemplo, no debe utilizarse junto con disulfuro de molibdeno o grafito, ya que los valores de fricción que generan son demasiado bajos.

Otros beneficios pueden incluir:

• La grasa puede resistir mejor la suciedad
• Se reduce el desgaste bajo carga
• Se reducen las vibraciones

Varias clases de grasa

El National Lubricating Grease Institute (NLGI) es una asociación comercial internacional dedicada a promover el desarrollo y la investigación de la tecnología de lubricación. Además, publican normas de la industria para grasas, por ejemplo, las nueve clases de grasas NLGI. Están estandarizadas y reconocidas en todo el mundo. Los grados van desde muy líquido hasta extremadamente sólido. Una prueba de penetración a 25 °C para la clasificación: El grado de grasa se puede determinar en función de la profundidad de penetración que se produce cuando se presiona un cono estandarizado en la grasa. Las clases de grasa son adecuadas para varias aplicaciones:

• NLGI 000, 00 y 0: a bajas temperaturas, altas velocidades de rotación, en sistemas de lubricación central
• NLGI 1 y 2: para fines de lubricación general, ampliamente utilizado, también adecuado para husillos a bolas
• NLGI 3 y 4: si se requiere una mayor consistencia (sistemas de cojinetes de rotación lenta y con mucha carga)
• NLGI 5 y 6: para aplicaciones especiales, p. ej., en áreas verticales y de difícil acceso

Recomendaciones

Para garantizar que la lubricación sea constante, la regla general es lubricar cada seis meses en condiciones de uso normal y cada tres meses en condiciones de uso intensivo. De este modo se mantiene baja la fricción y la resistencia a la rodadura entre las ranuras y los cojinetes de bolas. Los productos de husillo a bolas de MISUMI suelen llenarse con lubricante antes de su entrega. A menos que se especifique lo contrario, se utiliza un lubricante saponificado por litio o grasa Multemp PS2 como lubricante estándar dependiendo del producto. Como alternativa a los lubricantes estándar, hay disponibles los siguientes tipos de lubricante:

• Lubricante tipo L: RT-100K: excelente resistencia al calor y a la oxidación, así como fuerza de adhesión y cohesión. Además, hay pocas salpicaduras y pocas fugas.
• Lubricante tipo G: LG2: lubricante especial compatible con salas limpias para guías lineales, accionamientos de husillos de bolas, etc.

La siguiente tabla proporciona una descripción general del rendimiento de lubricación de los lubricantes utilizados en los husillos a bolas y compara los lubricantes estándar con los tipos de lubricante L y G:

Condiciones en el lugar de uso

Además de la lubricación, todavía hay algunas condiciones que se deben tener en cuenta al utilizar husillos a bolas en el lugar de uso. Deben prevalecer condiciones ambientales limpias en el lugar de uso, es decir, donde el polvo u otras partículas podrían penetrar en las cubiertas del husillo a bolas. De lo contrario, el husillo a bolas podría resultar dañado y afectar al rendimiento. La tuerca no debe exceder el área utilizable (entre las flechas), ya que de lo contrario los elementos rodantes instalados en la tuerca pueden caerse y causar fallos de funcionamiento o un fallo total del evento:

Además, se debe utilizar un husillo a bolas a temperaturas de 0-80 °C; de lo contrario, podrían producirse daños en las piezas giratorias o en las piezas de sellado.

Digresión: Lubricantes en entornos de salas limpias

También se instalan componentes mecánicos en la sala limpia. En este entorno, el número de partículas presentes en el aire se supervisa y podría provocar contaminación, ya que aquí se fabrican componentes especialmente sensibles como semiconductores. Es imperativo cumplir los límites. Por lo tanto, no es sorprendente que los lubricantes para husillos a bolas estén, por ejemplo, sujetos a requisitos particularmente altos, si se van a utilizar en la sala limpia:

• El lubricante no debe liberar partículas.
• Debe ser químicamente estable para que no libere sustancias reactivas.
• Al mismo tiempo, también debe ser compatible con otros materiales de la sala limpia para no desencadenar una reacción química.

Los lubricantes sintéticos son especialmente adecuados para la sala limpia, por ejemplo, debido a su alta pureza. Además, también se pueden utilizar lubricantes basados en aceites de poliéter perfluorados y PTFE normalmente y sin preocupaciones. Ofrecen una buena protección contra el desgaste y son químicamente resistentes a los procesos de esterilización en la sala limpia (p. ej., soluciones con peróxido de hidrógeno, uso de vapor caliente).

En MISUMI, el tipo G es ideal para su uso en salas limpias, por ejemplo, para guías lineales y husillos a bolas.