En un estudio de 29 casos de fallas por incompatibilidad de grasa, el 76 % provocó fallas funcionales en los rodamientos y el 52 % requirió el reemplazo completo de los mismos. He extraído rodamientos de reductores planetarios donde lo único que cambió fue la marca de la grasa durante un mantenimiento rutinario: el mismo tipo de espesante en la etiqueta, el mismo grado NLGI, pero el resultado dentro del rodamiento fue completamente diferente.
Las reductoress de engranajes planetarios magnifican cualquier error de compatibilidad. Su diseño compacto, el preciso engranaje y el volumen limitado de grasa hacen que incluso una pequeña cantidad de grasa vieja residual se mezcle completamente con la nueva en cuestión de horas. Elegir la grasa adecuada es solo la mitad del trabajo; saber qué sucede al cambiarla es la otra mitad.
Por qué es importante la compatibilidad de la grasa en las reductoress de engranajes planetarios
Un rodamiento de bolas que gira a 1,750 RPM experimenta casi 30 millones de ciclos de mezcla y funcionamiento en tan solo tres días. Dentro de una reductores de engranajes planetarios, donde tres o cuatro engranajes planetarios comparten la carga en un espacio reducido, la grasa sufre un cizallamiento continuo entre el engranaje solar, los engranajes planetarios y la corona dentada simultáneamente. Las grasas incompatibles no solo coexisten, sino que reaccionan entre sí.
Los modos de fallo son específicos y predecibles:
- Reblandecimiento — La grasa mezclada pierde consistencia, su grado NLGI disminuye y se derrama del cojinete o de los retenes. En pocos días, observará que la grasa gotea del eje de salida.
- Endurecimiento — Las estructuras del espesante se entrecruzan y la grasa se solidifica formando una pasta que no puede fluir hacia la zona de contacto. Los cojinetes se quedan sin lubricación aunque la carcasa parezca estar completamente llena.
- Separación de aceite — El aceite base se filtra prematuramente de la matriz del espesante. El espesante permanece en su lugar, pero no aporta nada. Las superficies de apoyo funcionan con una fracción de la película de aceite diseñada.
Trabajé en una reductores de engranajes helicoidales donde el personal de mantenimiento llenó la carcasa con grasa para engranajes abiertos después de que los sellos del eje comenzaran a tener fugas de aceite. En pocas semanas, los cojinetes se secaron. Las pistas interior y exterior presentaban surcos de 0.015 pulgadas de profundidad, y la jaula se había fracturado en varios puntos. La grasa estaba físicamente presente en la carcasa, pero no podía alcanzar las superficies de contacto como lo hace el aceite de salpicadura.
Las reductoress de engranajes planetarios empeoran la situación. El volumen total de grasa es menor, por lo que los índices de contaminación son más altos. No hay un depósito para diluir una carga incompatible. Cuando dos grasas reaccionan dentro de una unidad planetaria, todos los cojinetes del tren de engranajes se ven afectados simultáneamente.
Tabla de compatibilidad entre espesantes
La composición química del espesante —no la marca ni el aceite base— es el factor principal que determina si dos grasas pueden coexistir. El espesante es la estructura que mantiene el aceite base en su lugar. Cuando dos estructuras de espesante incompatibles se encuentran bajo tensión, anulan la capacidad del otro para retener el aceite.
Las calificaciones que aparecen a continuación se han recopilado a partir de múltiples fuentes publicadas y se han contrastado con los datos de las pruebas ASTM.
| Litio | Complejo de litio | Calcio | Complejo de calcio | Sulfonato de calcio | Complejo de aluminio | Poliurea | Complejo de bario | Arcilla (bentonita) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Litio | C | C | C | B | C | B | B | I | B |
| Complejo de litio | C | C | B | C | C | B | B | I | B |
| Calcio | C | B | C | C | C | B | B | I | B |
| Complejo de calcio | B | C | C | C | C | C | B | I | B |
| Sulfonato de calcio | C | C | C | C | C | C | B | I | B |
| Complejo de aluminio | B | B | B | C | C | C | I | I | I |
| Poliurea | B | B | B | B | B | I | B | I | I |
| Complejo de bario | I | I | I | I | I | I | I | C | I |
| Arcilla (bentonita) | B | B | B | B | B | I | I | I | C |
C = Compatible. B = Limitado: pruebe antes de usarlo en aplicaciones críticas. I = Incompatibles: no mezclar bajo ninguna circunstancia.
Tres advertencias que este gráfico no puede mostrar
La poliurea no es una sola categoría. La poliurea convencional presenta problemas de compatibilidad con casi todos los espesantes de tipo jabón, mientras que la poliurea resistente al corte es compatible con prácticamente todos. La tabla muestra la poliurea en una sola columna porque la mayoría de las etiquetas de grasas no especifican el subtipo. Si su ficha técnica no indica "poliurea resistente al corte", asuma que se trata de poliurea convencional y considere incompatibles todas las clasificaciones intermedias.
El uso del mismo espesante no garantiza la compatibilidad. Una planta de extrusión alternó entre dos grasas a base de litio, idénticas en tipo de espesante y consideradas totalmente compatibles. Un rodamiento falló catastróficamente. Otros tres alcanzaron una temperatura 18 °C superior a la normal de funcionamiento. La línea de producción se detuvo. El tipo de aceite base y los aditivos también influyen en la compatibilidad, y estos varían entre fabricantes incluso dentro de la misma familia de espesantes.
Los gráficos publicados se contradicen entre sí. Una evaluación de 17 tablas de compatibilidad de grasas publicadas reveló que solo tres tipos de espesantes —complejo de aluminio, complejo de litio y complejo de calcio— aparecían en todas ellas. Las combinaciones restantes presentaban clasificaciones contradictorias entre las distintas fuentes. Utilice esta tabla como primer filtro, no como respuesta definitiva.
Aproximadamente el 70% del mercado mundial de grasas funciona con litio y complejo de litio espesantes. Eso convierte el cambio de litio a litio en el escenario más común, y en aquel donde es más probable que los técnicos omitan las comprobaciones de compatibilidad porque ambas etiquetas dicen "litio".
Reglas de compatibilidad del aceite base
Una vez comprobada la compatibilidad del espesante, revise los aceites base. Aquí es donde incluso los técnicos experimentados suelen tener dificultades.
- Mineral + mineral — Compatible. Los diferentes grados de viscosidad se mezclan de forma predecible.
- PAO (sintético) + mineral — Compatible con la mayoría de las formulaciones. El PAO es químicamente similar al aceite mineral altamente refinado. La mezcla modifica el punto medio de viscosidad, pero no provoca su degradación estructural.
- Éster (sintético) + mineral — Limítrofe. Algunos aceites base éster reaccionan con los aditivos del aceite mineral. Siempre realice una prueba a pequeña escala antes de cargar completamente la reductores de engranajes.
- Éster + PAO — Generalmente compatibles, pero verifique. Algunas formulaciones de ésteres están diseñadas para ser compatibles con PAO; otras no.
- Silicona + cualquier cosa — Incompatible con todos los aceites base que no sean de silicona. Las grasas de silicona son poco comunes en las reductoress de engranajes planetarios industriales, pero si se encuentra con una, es obligatorio purgarla por completo.
Un aspecto importante a tener en cuenta: un fabricante de grasas puede vender una grasa de litio y poliurea que funcione a la perfección. Sin embargo, mezclar una grasa de litio con una de poliurea en la reductores de engranajes no dará el mismo resultado. La formulación controlada en un laboratorio —con un control preciso de la temperatura, la cizalladura y la proporción— es fundamentalmente diferente de la mezcla en condiciones arbitrarias.
Cómo cambiar la grasa en una reductores de engranajes planetarios
Cuando la tabla muestre "Compatible", puede agregar la nueva grasa directamente durante el proceso normal. procedimientos de reengrasadoElimine la grasa vieja bombeando grasa nueva hasta que aparezca grasa limpia en el orificio de drenaje o alivio. De tres a cinco engranajes de volumen completos serán suficientes para eliminar los residuos.
Cuando el gráfico muestra “Límite”, el enfoque más seguro depende del valor del activo:
- Equipos no críticos — Purgar con la grasa nueva (cinco o más engranajes de volumen), controlar la temperatura del rodamiento durante las primeras 48 horas de funcionamiento y comprobar si hay fugas de grasa en los sellos.
- Equipos críticos o de alto valor - Elimine por completo toda la grasa vieja. Antes de introducir el nuevo tipo, desmonte la pieza si el acceso lo permite o enjuáguela con un aceite base compatible para disolver el espesante residual. Esto rara vez se hace en la práctica debido a la mano de obra que implica, pero es más económico que reemplazar los cojinetes.
Cuando la tabla indique “Incompatible”, la purga completa es la única opción. Ningún tipo de lubricación por desplazamiento eliminará el riesgo. Desmonte, limpie todos los componentes con disolvente, inspeccione las superficies de los cojinetes para detectar daños existentes y vuelva a engrasar con grasa nueva.
Pruebas de compatibilidad in situ
Para combinaciones límite en activos críticos, realice una prueba sencilla en banco antes de comprometerse. Mezcle las dos grasas en una proporción 50:50 en un recipiente pequeño. Amase la mezcla a mano durante dos minutos. Compruebe la consistencia comparándola con la grasa original: si se ablanda notablemente, se endurece o separa el aceite, la combinación no es adecuada. La norma ASTM D6185 formaliza esto con proporciones de 25:75, 50:50 y 75:25 y mediciones del punto de goteo, pero la prueba manual permite detectar las peores combinaciones en el campo sin necesidad de equipo de laboratorio.
Pega la tabla de compatibilidad en tu carro de lubricación y compruébalo antes de cada cambio de grasa. Esos 30 segundos adicionales son más baratos que un rodamiento.
Cuando el gráfico no es suficiente
Las tablas de compatibilidad descartan los desastres obvios: complejo de bario mezclado con cualquier cosa que no sea él mismo, arcilla mezclada con complejo de aluminio. Resuelven el 80 % de los casos en los que la respuesta es clara. El 20 % restante —combinaciones límite, situaciones con el mismo espesante pero diferente aditivo, subtipos desconocidos de poliurea— requiere pruebas físicas.
Para las reductoress de engranajes planetarios en líneas de producción críticas, la tabla es un punto de partida. A continuación, realice la prueba de banco 50:50, controle la temperatura de los rodamientos durante las primeras 72 horas después de cualquier cambio de grasa y documente el tipo de grasa utilizada. El siguiente técnico que realice el mantenimiento de esa reductores de engranajes necesita saber qué grasa contiene, y el seguimiento del tipo de grasa junto con las fechas de servicio evita la situación que provoca el cierre de las plantas.
