Muchos engranajes pueden verse afectados por un fenómeno conocido como micropicaduras. Esta condición se observa cuando se forman grietas microscópicas en los engranajes y, con el tiempo y la tensión, dan lugar a picaduras microscópicas. Estas picaduras se hacen más grandes y, con el tiempo, se rompen. Esto puede incluso ser un modo de falla primario para los engranajes.
El micropitting ocurre generalmente bajo lubricación elastohidrodinámica (EHL). Cuando el espesor de la película de aceite bajo EHL se vuelve demasiado delgado en la línea de paso del engranaje, las asperezas de la superficie comenzarán a entrar en contacto. Cuando estas asperezas entran en contacto entre sí en superficies opuestas y bajo carga alta, causan deformación elástica o plástica, lo que conduce al micropitting.
La fatiga superficial es muy similar. Bajo lubricación elastohidrodinámica, la fatiga superficial a menudo es resultado de abolladuras en una superficie debido a partículas duras o blandas. Las abolladuras en la superficie crean lo que se conoce como bermas. Con el tiempo y con cargas altas repetidas, se desarrollan picaduras donde la superficie se rompe. Con cargas altas continuas, las picaduras se hacen más grandes.
Los efectos
La fatiga superficial y el micropitting se ven influenciados por el lubricante particular que se utiliza, incluido el aceite base, los aditivos, la selección de viscosidad y la contaminación por partículas. Si bien el micropitting o la fatiga superficial pueden ocurrir con lubricantes de aceite mineral o sintético, los sintéticos pueden brindar una mejor protección a temperaturas más altas que los aceites minerales con el mismo grado de viscosidad y paquete de aditivos. Esto se debe al hecho de que los sintéticos pueden tener un índice de viscosidad más alto. En otras palabras, la viscosidad de los sintéticos puede cambiar menos con un aumento de temperatura.
Aunque los aditivos de extrema presión (EP) suelen ser necesarios, en ciertos casos pueden ser muy agresivos químicamente para las superficies y provocar micropicaduras. Estos tipos de aditivos también se vuelven más activos con temperaturas más altas. Algunos investigadores afirman que los aceites que no tienen aditivos de extrema presión exhibirán una resistencia máxima a las micropicaduras. La capacidad de un aceite para proteger contra las micropicaduras se puede determinar utilizando la prueba FZG FVA 54.
Los aceites de alta viscosidad también tienen una mayor resistencia al micropitting debido a sus películas EHL más gruesas. Sin embargo, optar por una viscosidad más alta no siempre es la mejor opción porque puede provocar temperaturas de funcionamiento más altas, pérdida de energía y/o una mayor tasa de oxidación del aceite.
Contactos de alto riesgo
En cualquier lugar donde se produzca contacto rodante en una maquinaria existe la posibilidad de que se produzcan micropicaduras y fatiga superficial. Esto incluye los cojinetes de elementos rodantes (a lo largo de la base de la pista de rodadura). Los engranajes también tienen contacto rodante, que suele producirse alrededor de la línea de paso. Las levas y los rodillos son otros ejemplos de lugares donde se puede observar contacto rodante y, por lo tanto, posible fatiga superficial y micropicaduras.
Las partículas que son mucho más grandes que el espesor de la película EHL pueden quedar atrapadas entre las superficies debido a una acción de rodadura. Una vez que estas partículas están en el área de contacto, se ven sometidas a cantidades masivas de presión de contacto. Las partículas con menor resistencia a la compresión bajo esta presión de contacto pueden romperse en pedazos más pequeños, algunos de los cuales se incrustan en las superficies y otros pasan a través de la zona de contacto. Las partículas más duras que son más grandes que el espesor de la película EHL pueden pasar a través de la zona de contacto abollando la superficie más blanda. Como se mencionó anteriormente, estas abolladuras crean bermas (hombros) y, con el tiempo y con más presión de contacto, pueden desprenderse de la superficie.
Control de micropicaduras y fatiga superficial
La selección de la viscosidad correcta es fundamental para reducir las micropicaduras y la fatiga superficial. Las cargas más altas requerirán una mayor viscosidad, mientras que las cargas más bajas permiten viscosidades más bajas.
La velocidad también puede tener un efecto sobre la micropicadura y la fatiga superficial. A velocidades más bajas, el espesor de la película disminuirá. Asimismo, a velocidades más altas, el espesor de la película puede aumentar. Este es otro factor a tener en cuenta al seleccionar la viscosidad correcta para su aplicación.
La temperatura de funcionamiento también influye en el micropitting y la fatiga superficial. A medida que aumenta la temperatura en el área de contacto, la viscosidad del aceite disminuye y el espesor de la película disminuye. A medida que aumenta la temperatura, un lubricante con una viscosidad demasiado baja se volverá más fino y no proporcionará la protección adecuada, lo que conduce a una mayor tasa de micropitting y fatiga superficial. Si se utiliza un aceite EP, los aditivos EP se vuelven más reactivos a temperaturas más altas y pueden ofrecer protección contra el desgaste adhesivo.
Por supuesto, una viscosidad demasiado alta también puede generar un calor excesivo. Este calor, que es causado por una viscosidad demasiado alta, provocará una oxidación acelerada. Si no se utiliza un análisis de aceite para determinar la vida útil restante y hacer que sea necesario un cambio de aceite, el aceite se descompondrá y no brindará la protección suficiente.
