Averías en los cojinetes de fricción debido a la acción de las partículas

Si penetran partículas extrañas en la ranura de lubricación entre el cojinete y el muñón del árbol, existe un grave peligro de daños en el cojinete. Debido al espesor insuficiente de la película lubricante, las más pequeñas partículas pueden perturbar el funcionamiento y provocar una fricción mixta. Pueden incrustarse en la capa de deslizamiento y el revestimiento de rodadura y, con ello, pasar a ser «inofensivas». Al mismo tiempo, los bordes que sobresalen se aplanan al hacer contacto con el árbol. Las partículas cuyo tamaño y grosor sobrepasan a los de la capa de deslizamiento y el revestimiento de rodadura no pueden incrustarse por completo. La parte que sobresale origina el desgaste del muñón del árbol en forma de estrías. Las estrías muy desarrolladas reducen la durabilidad esperada y pueden favorecer el gripado del cojinete. Ya en la fabricación o el reacondicionamiento de un motor, las partículas pueden penetrar en el bloque de motor y asentarse allí. Por ejemplo, esto puede ocurrir en el caso de limpieza por chorro de arena o de vidrio de un bloque de motor. Pero también pueden «generarse» o infiltrarse partículas de suciedad durante el funcionamiento (p. ej., hollín o aceite carbonizado). Un mantenimiento insuficiente del sistema de lubricación o los agentes exteriores extremos facilitan la penetración de suciedad adicional en el circuito de lubricación. También los cojinetes adyacentes u otros componentes del motor dañados pueden introducir partículas en el circuito de aceite. Normalmente, el peligro de daños debidos a la acción de partículas es mayor en el cojinete de bancada que en el cojinete de la biela. Los cojinetes de la biela se alimentan con aceite desde los cojinetes de bancada a través de los orificios del cigüeñal, de manera que el aceite recorre en primer lugar los cojinetes de bancada (véase la fig.). Las partículas más grandes se incrustan ya en el cojinete de bancada y, en su mayor parte, no penetran hasta el cojinete de la biela.

Para obtener información acerca del origen de las partículas, puede resultar útil hacer un análisis del cojinete y tomar una muestra de aceite.

Posibles causas

• Montaje sucio: debido a la falta de atención o a una limpieza insuficiente de los componentes del motor durante el montaje, la suciedad puede penetrar en el bloque de motor
• Los residuos, p. ej., virutas de metal o material de la limpieza por chorro que queda de la fabricación o del reacondicionamiento, pueden formar sedimentos en el bloque de motor, estos se desprenden durante el funcionamiento. Con frecuencia, estos sedimentos proceden también de componentes adosados, p. ej., el enfriador de aceite, que no se limpiaron lo suficiente al realizar el reacondicionamiento de motores
• Daños en las juntas en la zona del motor: si una junta se somete a demasiado esfuerzo o se daña en el montaje, esta ya no cumple su función y pueden penetrar partículas
• Mantenimiento deficiente del sistema de lubricación: exceder los intervalos de inspección o los filtros de aceite obstruidos pueden provocar la acumulación de suciedad en el aceite
• Cavitación: las partículas se desprenden del material del cojinete y el aceite continúa arrastrándolas. En función de su tamaño, estas pueden provocar la formación de estrías o finas incrustaciones en el cojinete o en un cojinete adyacente
• Gripado: los componentes del motor gripados (pistones, semicojinetes) infiltran una gran variedad de partículas en el circuito de lubricación que, a su vez, pueden causar daños en otros componentes
• Daños por fatiga: si hay roturas de material en componentes del motor, el material arrancado puede penetrar con el aceite en el cojinete y dañarlo

Ayuda

En general, los cojinete pueden seguir utilizándose a pesar de la formación de estrías y de las partículas incrustadas. No obstante, esto depende de la dimensión del daño. Si, por ejemplo, hay múltiples y grandes impresiones de partículas con huellas de fricción mixta ya marcadas debido a las deformaciones del material, es aconsejable cambiar el cojinete. Las impresiones finas de partículas no limitan la función del cojinete. Sin embargo, la causa debe aclararse en ambos casos:

• Limpieza de todos los componentes antes del montaje: es importante enjuagar todos los orificios de aceite en el árbol y en la caja antes de la puesta en funcionamiento para eliminar las virutas y partículas pequeñas procedentes de la fabricación o del reacondicionamiento. También los canales de aceite de los componentes adosados, p. ej., del enfriador de aceite y del turbocargador, deben limpiarse exhaustivamente
• Comprobar la funcionalidad de las juntas
• Cambiar el filtro de aceite y el aceite siguiendo siempre las especificaciones del fabricante: debe observarse el cumplimiento de los intervalos de inspección y utilizar solo aceite y filtros de aceite de una calidad suficiente
• Filtrado del aire de aspiración: Realizar el mantenimiento periódico del filtro, dado el caso, sustituirlo
• Comprobar si otros componentes del motor presentan daños como cavitación, fatiga o gripado: con frecuencia, los daños del cojinete son consecuencia de la acción de partículas
• Si no puede determinarse la influencia de partículas, puede obtenerse información analizando los semicojinetes dañados y tomando una prueba de aceite. Si todavía hay partículas incrustadas o aceite, puede identificarse su composición química. En caso de que se trate, p. ej., de material procedente del cigüeñal, este puede comprobarse en cuanto a daños de forma más precisa

Formación de estrías

Descripción

• Marcas profundas en forma de raya en el sentido de deslizamiento con deformaciones del material en los bordes
• Las deformaciones se vuelven a nivelar parcialmente debido al desgaste, brillante y claro
• En la mayoría de los casos, acompañadas por la formación de estrías o partículas incrustadas en el cigüeñal o los cojinetes adyacentes

Dictamen

Las partículas que penetran por la ranura de lubricación y no se incrustan en el material del cojinete pasan varias veces a través de dicha ranura y, al hacerlo, originan estrías. En función del grosor de los bordes que sobresalen, estos no se pueden aplanar durante el funcionamiento y, como consecuencia de la mayor fricción mixta, se produce un aumento de temperatura al hacerse contacto con el árbol. Con frecuencia, esto causa rayas y gripado. La formación de estrías también puede ser consecuencia de los efectos de la fricción mixta. No obstante, en este caso las estrías aparecen con una forma fina y superficialmente en ambas partes deslizantes.

Ayuda

Si en los bordes hay presentes estrías con fuertes deformaciones, debe sustituirse el cojinete. No obstante, si hay presentes estrías cuyas deformaciones están incrustadas y ya no se espera la influencia de partículas, los cojinetes pueden seguir utilizándose.

Incrustación

Descripción

• Superficie rayada 
• Impresiones de partículas (que, en parte, aún contienen partículas) rodeadas por una deformación que se hace visible debido al desgaste como un punto muy brillante
• Con frecuencia, acompañados de la formación de estrías en el muñón y el cojinete
• En casos graves, pueden verse las rayas que parten de las incrustaciones

Dictamen

Las partículas que penetran en la ranura de lubricación pueden incrustarse en el material del cojinete. Dependiendo del grosor de la capa de deslizamiento/del revestimiento de rodadura, se puede diferenciar entre una incrustación profunda y una superficial. En el caso de incrustaciones profundas, las partículas se integran completamente en la capa de deslizamiento o el revestimiento de rodadura. Esto solo es posible si las partículas no exceden el grosor de la capa. El material del cojinete que sobresale al producirse la incrustación se aplana en los siguientes contactos con el árbol debido al desgaste. La incrustación superficial se produce cuando el tamaño de la partícula excede el grosor de la capa. Las partículas no se incrustan por completo y sobresalen de la superficie del cojinete. Estas dan lugar al desgaste y la formación de estrías en la superficie del muñón. Los bordes que sobresalen o los salientes de las partículas no completamente incrustadas perjudican la estructura de la película lubricante y pueden producirse estados de fricción mixta. También la llamada «abrasión de lana» es una posible consecuencia. Las partículas incrustadas cortan la superficie del árbol y extraen material (lana de viruta). Las partículas desprendidas que se vuelven a incrustar favorecen los daños en el cojinete y, con frecuencia, no puede evitarse el daño total del muñón ni del cojinete. Por tanto, las rayas y el gripado pueden ser consecuencia de las incrustaciones de partículas.

Ayuda

Si se presentan grandes incrustaciones de partículas en el marco de un desgaste incipiente del muñón y del cojinete, el cojinete debe sustituirse. No obstante, si hay presentes incrustaciones de partículas cuyas deformaciones se han aplanado y ya no se espera la influencia de más partículas, la función del cojinete no se ve perjudicada.

Acumulación en el dorso del cojinete

Descripción

• Divergencia limitada localmente del diagrama de contacto 
• Punto de desgaste claro en la superficie de deslizamiento
• Frecuentes residuos de partículas/ impresiones en el dorsal de acero del cojinete
• En casos graves, se identifican fuertes huellas de fricción mixta en forma de rayas y manifestaciones de fatiga en la superficie de deslizamiento del cojinete

Dictamen

Debido a la suciedad o los residuos de aceite (aceite carbonizado), en el dorso del cojinete se producen huellas de presión localizadas que pueden identificarse en la superficie de deslizamiento del cojinete. En la parte interior del cojinete se produce un aumento del desgaste debido a la presión frente al área restante del cojinete. Este puede distinguirse como una anomalía, casi siempre una divergencia muy brillante respecto a la huella de contacto. Dependiendo de la dimensión de las huellas de presión, las consecuencias pueden ser la formación de rayas, el gripado y daños por fatiga.

Ayuda

El que el cojinete pueda o no seguir utilizándose depende del avance del desgaste del revestimiento de rodadura. En cuanto aparecen rayas o manifestaciones de fatiga como fisuras o grietas en la zona de la huella de presión, debe sustituirse el cojinete, ya que de lo contrario existe el peligro de un daño total. El material desprendido puede provocar un daño derivado en el mismo o en un cojinete adyacente.