Lubricación y mantenimiento de bujes de bronce

Por qué los bujes de bronce necesitan lubricación

Un buje de bronce trabaja deslizando. Bajo carga, el eje y el diámetro interior de bronce están separados por una película de lubricante; donde la película se adelgaza, la superficie de bronce al estaño tolera el contacto sin soldarse al acero, y el plomo de los grados con plomo se embarra formando una película temporal. Esa tolerancia es lo que hace del bronce el material de cojinete clásico, pero es un margen que se mide en minutos, no una forma de operar. Sin lubricante, el coeficiente de fricción sube de alrededor de 0.05 a 0.3 o más, el calor se acumula en el contacto, el bronce se ablanda y se transfiere al eje, y la articulación se agarrota o se desgasta ovalada.

El lubricante también hace dos cosas que nada tienen que ver con la fricción: saca el calor del contacto y arrastra las partículas abrasivas que una articulación de máquina siempre acaba recogiendo. Un buje al que le sale grasa limpia por los extremos está haciendo exactamente lo que debe.

¿Grasa o aceite?

Grasa para movimiento lento, pesado e intermitente, donde el lubricante tiene que quedarse en su sitio entre un servicio y el siguiente: pernos de pivote de excavadoras, cargadores frontales, grúas, implementos agrícolas, prensas y compuertas. Aceite para rotación continua, mayor velocidad o donde hay que evacuar calor: bujes de reductores y bombas, husillos, rodillos. El punto de corte está alrededor de 0.5 m/s de velocidad de deslizamiento, el límite nominal del bronce fundido engrasado; por encima hace falta aceite para sacar el calor, y el buje debe trabajar sobre una película de aceite completa.

Para bujes, la consistencia de la grasa es NLGI 2 casi en todos los casos; NLGI 1 solo en sistemas centralizados con líneas largas en climas fríos. El espesante debe ser litio o complejo de litio para servicio general, y sulfonato de calcio en articulaciones húmedas o marinas. Los aditivos de extrema presión se quieren en articulaciones lentas y muy cargadas; los aditivos sólidos, como el bisulfuro de molibdeno o el grafito, no dan problema en pivotes abiertos, pero pueden tapar orificios de alimentación pequeños y compactarse en las ranuras de bujes con juego fino.

Cada cuánto reengrasar

Un buje engrasado debe reengrasarse antes de que la grasa vieja se agote, se oxide o se contamine, y el intervalo lo fijan la carga, el movimiento, la temperatura y la suciedad, no el calendario. Los fabricantes de la máquina publican sus programas; donde no existe ninguno, la tabla da puntos de partida prácticos que deben acortarse cuando la articulación trabaja caliente, recibe agua o polvo, o está bajo carga continua.

Bombee grasa hasta que salga grasa limpia por los dos extremos del buje, de ser posible con la articulación descargada para que la grasa fresca llegue al arco cargado. No sobrepresurice las articulaciones selladas: con una pistola manual, 3–4 bombeos bastan para la mayoría de los pernos; una pistola neumática puede botar los sellos. Limpie la grasera antes y después.

Ranuras de lubricación, orificios y bolsillos

El lubricante tiene que llegar al lado cargado del diámetro interior. Una grasera en el alojamiento alimenta un orificio radial en el buje; desde ahí, un patrón de ranuras reparte la grasa a lo largo y alrededor del diámetro interior. La ranura debe arrancar en el orificio de alimentación y terminar antes de los extremos del buje, para que el lubricante no salga simplemente empujado hacia afuera. Las ranuras deben quedar fuera del arco más cargado, porque ahí una ranura interrumpe la película justo donde se necesita; alimente por el lado descargado y deje que el patrón lleve la grasa hacia la carga.

Para rotación bastan una o dos ranuras axiales rectas o una sola espiral. Para pernos oscilantes, que nunca barren todo el diámetro interior, un patrón en forma de ocho o de espirales cruzadas, o los bolsillos en rombo de los bujes de bronce enrollado, mantienen el lubricante en el pequeño arco que realmente se mueve. El ancho de la ranura suele ser de 8–12 % del diámetro interior y la profundidad, cerca de la mitad del ancho, con bordes redondeados. Un diámetro interior sin ninguna ranura depende de la grasa en los extremos y del juego de funcionamiento; solo funciona en bujes cortos con carga ligera.

En el plano, ubique el orificio de alimentación angularmente respecto a la dirección de la carga y axialmente desde una cara de referencia. «Orificio de aceite» sin posición deja al maquinista adivinando.

Montaje y asentamiento

La mayoría de las fallas de bujes que se achacan a la lubricación empezaron en el ensamble. Prense el buje a escuadra con un mandril escalonado que apoye en la cara frontal, nunca a martillazos sobre el bronce; verifique el diámetro interior después de prensar, porque un buje de pared gruesa en un alojamiento ligero se cierra una parte de la interferencia y un buje enrollado de pared delgada se cierra toda. Rime o bruña el diámetro interior ya montado hasta el juego de funcionamiento cuando el plano lo pida. Unte el diámetro interior y el eje con el lubricante de servicio antes de ensamblar; un arranque en seco marca el bronce en las primeras vueltas.

Deje asentar la articulación con carga y velocidad reducidas durante las primeras horas, donde la máquina lo permita; reengrase al terminar el asentamiento y compruebe la temperatura con la mano: un buje de bronce que a los diez minutos bajo carga no se puede tocar está hablando de juego o de alineación, no de grasa.

Cómo leer un buje desgastado

Un buje usado es un informe sobre la articulación. Antes de reemplazarlo, mire dónde y cómo se desgastó.

• Desgaste uniforme y mate en el arco cargado, diámetro interior todavía redondo: fin de vida normal. Reemplace y conserve el lubricante y el programa.
• Bronce brillante, embarrado o arrancado, transferencia sobre el eje, marcas azules de recalentamiento: falta de lubricante o juego insuficiente. Acorte el intervalo, revise el paso del lubricante y el ajuste.
• Rayaduras profundas en sentido axial, partículas incrustadas: contaminación abrasiva. Agregue o repare los sellos, purgue con más frecuencia, considere un eje más duro.
• Desgaste concentrado en un extremo: desalineación o perno doblado. Corrija la alineación; un buje más largo no lo va a resolver.
• Buje girado o corrido dentro del alojamiento, desgaste por fretting en el exterior: interferencia insuficiente o alojamiento desgastado. Recupere la medida del alojamiento o use un buje con brida o con pasador.
• Diámetro interior ovalado en la dirección de la carga, con la superficie todavía buena: sobrecarga o juego excesivo. Compare la carga específica con el límite de la aleación.

Cuándo dejar de lubricar y cambiar el buje

Si a una articulación no se llega, está dentro de un conjunto sellado, trabaja por encima de la temperatura que la grasa soporta o simplemente se olvida en servicio, la respuesta es un buje que lleve su propio lubricante. El bronce con insertos de grafito trabaja en seco a baja velocidad, con el grafito de los insertos extendiéndose en una película, y ocupa la misma envolvente que un buje de bronce maquinado. El bronce sinterizado impregnado en aceite atiende servicios ligeros y más rápidos en motores y electrodomésticos. Los bujes compuestos de PTFE trabajan en seco a mayor velocidad y menor carga, en una pared delgada con respaldo de acero. Cada uno es un producto distinto con sus propios límites, y nuestros ingenieros le dirán cuándo uno de ellos encaja mejor que otro programa de engrase.