Las soluciones tribológicas de la GGB llevan al mundo industrial un paso más cerca del futuro. Nuestros productos se utilizan en decenas de miles de aplicaciones críticas cada día en todo el planeta. Nuestro objetivo es proporcionar soluciones de superficie fiables y sin mantenimiento para casi cualquier aplicación, sin importar a dónde lleven nuestros productos esas demandas.
Las diversas soluciones de recubrimiento de polímeros de GGB abarcan algunas de las tecnologías de recubrimiento más avanzadas disponibles. Nuestra línea de TriboShield® recubrimientos incluye siete formulaciones estándar que cubren todo el espectro de capacidades mecánicas, térmicas y químicas que ofrecen los materiales de recubrimiento actuales. Además, pueden aplicarse a casi cualquier superficie, independientemente de su forma o material, lo que hace que su potencial sea casi infinito. Y cuando se trata de trabajar con sus soluciones de cojinetes y recubrimientos de polímero existentes y mejorar su rendimiento, nuestra línea de TriboMate® está diseñada específicamente para ser combinada, lo que conduce a un mayor rendimiento.
Con una excelente resistencia al desgaste y bajo coeficiente de fricción, los cojinetes de metal-polímero de GGB son ideales para cientos de aplicaciones en diversas industrias en todo el mundo. Según los requisitos de la aplicación, los cojinetes compuestos de metal-polímero se pueden producir en muchas formas y tamaños.
Nuestros cojinetes de polímero sólido moldeados por inyección proporcionan una excelente resistencia al desgaste y baja fricción tanto en condiciones de funcionamiento en seco como de lubricación en una amplia gama de aplicaciones. Este método de producción nos permite producir dimensiones ilimitadas de acuerdo con nuestro estándar, y también piezas con diseños y características especiales.
Esta gama de productos de fibras compuestas reforzadas suele constar de una capa de base epoxy impregnada de fibra de vidrio de filamento continuo con distintos revestimientos de cojinete de baja fricción resistentes al desgaste. Estos cojinetes compuestos reforzados con fibra autolubricantes son especialmente eficaces en aplicaciones en las que el movimiento no es suficiente para promover la circulación del aceite o la grasa utilizada con los cojinetes más convencionales. Los cojinetes de fibras compuestas reforzadas están disponibles como casquillos, placas, segmentos de apoyo y formas especiales en función del tipo de material particular.
Los cojinetes metálicos y biimetálicos ofrecen una excelente resistencia a la corrosión en las aplicaciones industriales exteriores en ambientes terrestres, de agua dulce y marinos, así como en operaciones de alta mar.
Desarrollados para compensar la desalineación, los soportes de cojinetes autoalineables de GGB, MINI, UNI y EXALIGN® permiten, a diferencia de los soportes tradicionales, mejorar significativamente el rendimiento de su equipo al reducir la tensión mecánica y la fricción. Ofreciendo un rendimiento superior en una amplia variedad de aplicaciones, los conjuntos de autoalineación de GGB están disponibles en configuraciones estándar y personalizadas.
GGB ha estado poniendo el mundo en movimiento durante más de 120 años con cojinetes tribológicos líderes en la industria, recubrimientos y montajes. Desde los recubrimientos de polímero y los cojinetes de metal-polímero hasta los cojinetes de fibras compuestas reforzadas y los montajes de cojinetes de eje autoalineables, nuestras soluciones están diseñadas específicamente para reducir la fricción y optimizar el rendimiento y la durabilidad.
La tribología es la ciencia del desgaste, la fricción y la lubricación, y abarca la forma en que las superficies interactivas y otros elementos tribales se comportan en movimiento relativo en los sistemas naturales y artificiales. Esto incluye el diseño de los cojinetes y la lubricación.
El objetivo de TriboU de GGB es proporcionar al ingeniero de trabajo, que puede o no ser usuario de las soluciones de ingeniería de superficies de GGB, la comprensión y la aplicación de los conceptos tribológicos básicos en el diseño, la fabricación y el uso de equipos industriales.
En GGB, no tenemos miedo a arriesgarnos por nuestros clientes. Nos apasiona el trabajo que hacemos y creemos que esa misma pasión contribuye al nivel de innovación que mejora el potencial humano. Nos enorgullecemos de trabajar estrechamente con los clientes en la primera etapa del diseño para pensar amplia y audazmente, y así, expandirnos más allá de las soluciones tradicionales de ingeniería de superficies. Ofrecemos colaboraciones fiables basadas en la confianza, compasión, determinación, colaboración y el respeto.
GGB busca colaboraciones a largo plazo con cada uno de nuestros clientes. Nuestra experiencia diversa nos da una profunda comprensión de los desafíos que enfrentan. Cuando usted se asocia con nosotros desde el principio, nuestro equipo de ingenieros de GGB es capaz de revisar sus ensamblajes y asegurarse de que tanto el cojinete como los componentes circundantes están optimizados para el rendimiento y la rentabilidad.
La tribología es la ciencia que estudia la fricción, el desgaste y la lubricación, comprendiendo la interacción de las superficies en movimiento relativo, en sistemas naturales y artificiales. Esto incluye el diseño de cojinetes y su lubricación.
La tribología no es una ciencia aislada, sino una tarea conjunta y multidisciplinaria donde los avances se hacen mediante esfuerzos colaborativos de investigadores de diversos campos como ingeniería mecánica, producción, ciencia e ingeniería de materiales, química e ingeniería química, física, matemáticas, ciencias biomédicas y de ingeniería, informática, y mucho más.
Uno de los pilares más importantes de la tribología es el sistema de pensamiento analítico.
La fricción y el desgaste no son propiedades de los materiales. Son respuestas a un sistema tribológico específico que generalmente incluye una combinación de cojinete, eje y lubricante y como tal están influenciados por una amplia gama de factores. El subsistema tribológico de la figura 1 ofrece una visión general de los factores comunes que determinan los valores de fricción y desgaste:
Este sistema tribológico está compuesto por las magnitudes de entrada/conjunto de esfuerzos, la estructura del sistema, las magnitudes útiles y de pérdida. El conjunto de esfuerzos incluye los parámetros técnicos y físicos de la carga incluyendo peso, velocidad de deslizamiento y duración, junto con las condiciones de movimiento y temperatura que tensionan la estructura del sistema. La estructura del sistema está determinada por las propiedades de los elementos materiales incluyendo la base, el contracuerpo, el lubricante y el medio circundante.
El mayor desafío es que los valores de fricción y desgaste no puedan transferirse fácilmente de un sistema a otro, por ejemplo, de una plataforma tribológica de ensayos a una aplicación real. Las comparaciones entre los valores medidos sólo son factibles cuando se basan en un sistema tribológico muy similar. El comportamiento tribológico de los materiales sólo se puede estimar para aplicaciones específicas basadas en modelos y pruebas de simulación, siempre que las condiciones de funcionamiento específicas de la aplicación y el entorno de prueba sean las mismas.
La fricción es la fuerza de resistencia al movimiento entre dos cuerpos en contacto. La fricción puede ser descrita en el nivel macroscópico por las leyes fundamentales de la fricción de los físicos Guillaume Amontons y Charles-Augustin de Coulomb. Estos físicos encontraron una relación lineal entre la fuerza de fricción resultante y la carga normal aplicada. Basado en esto, se puede establecer un parámetro principal adimensional, llamado coeficiente de fricción. Se define por la relación entre la fuerza de fricción resultante y la fuerza normal aplicada.
Sin embargo, el mecanismo real de fricción se presenta a nivel microscópico, lo que significa que las teorías tribológicas sobre la fricción también abarcan la topografía de las superficies. El tribólogo diferencia entre el área de contacto real y el área de contacto nominal (dimensiones geométricas), lo que explica los huecos o partes sin contacto de un elemento sólido. Los mecanismos responsables del proceso de transformación de energía en el área de superficie cercana incluyen:
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El desgaste se define como la pérdida irreversible de material resultante de la interacción entre superficies. Los procesos físicos y químicos básicos dentro del área de contacto de una superficie deslizante que conduce posteriormente a un cambio en el material y la forma de las superficies en contacto se conocen como mecanismos de desgaste. Estos mecanismos de desgaste incluyen:
Los mecanismos de fricción y desgaste se ven fuertemente afectados por la estructura del sistema tribológico, así como por el conjunto de esfuerzos inducido:
µ = f (estructura del sistema tribológico (t), conjunto de esfuerzos inducido (t))
w = f (estructura del sistema tribológico (t), conjunto de esfuerzos inducido (t))
Los mecanismos de fricción y desgaste no se producen de manera aislada, sino más bien a través de una superposición de mecanismos que son difíciles de cuantificar y controlar. Esta superposición ocurre en sistemas tribológicos técnicos en proporciones no detectables y en proporciones que varían a través del tiempo y el lugar, haciendo casi imposible calcular los procesos de fricción y desgaste de un contacto tribológico. Esta es la razón por la cual las pruebas tribológicas son tan cruciales para estimar el comportamiento tribológico. Si queremos interpretar y comprender los datos medidos tribológicamente y la investigación orientada al mecanismo, necesitamos un conocimiento completo de los mecanismos de actuación del contacto tribológico.
Los tribólogos clasifican las condiciones de fricción, desgaste y lubricación de acuerdo con los siguientes modelos:
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Los ensayos tribológicos nos permiten obtener información sobre el rendimiento tribológico de los materiales para impulsar nuevos y mejores diseños de materiales. Entonces podremos enfocarnos en las composiciones del material para obtener mejores propiedades tribológicas específicas.
Los resultados de los ensayos tribológicos y los análisis de superficies nos ayudan a estimar el rendimiento tribológico de los materiales existentes y nuevos prototipos basados en diversos factores e influencias, incluyendo la fricción, el desgaste, mecanismos de falla, la cinética de películas de transferencia, etc. Esta información nos ayuda a identificar y comprender variables como los efectos de diversos compuestos de materiales, incluyendo los materiales de relleno, la concentración del relleno, los efectos sinérgicos de los rellenos, la estructura del material, así como el impacto de otros elementos de la estructura del sistema.
Optimizando tribológicamente las superficies de contacto
Para obtener una visión general de los avances históricos en la tecnología de cojinetes impulsada por la investigación tribológica, lea este artículo en la Revista Eureka. El mismo abarca los cojinetes de rodillos rudimentarios utilizados por los antiguos egipcios, los cojinetes de esferas utilizados por los romanos en el siglo 40 antes de Cristo, las funciones del tratamiento térmico de acero templado y las cerámicas basadas en óxido. También incluye el desarrollo del primer cojinete autolubrificado de metal-polímero de GGB.
La tribología juega un papel central en aplicaciones con movimiento relativo de dos superficies en contacto. Algunas industrias imponen mayores exigencias a los sistemas tribológicos debido a los requisitos de funcionamiento continuo o condiciones extremas.
Esto depende en gran medida de la aplicación. Algunas aplicaciones requieren una baja fricción (por ejemplo, materiales de cojinetes), mientras que otras necesitan una alta fricción (por ejemplo, sistemas de freno). Para la mayoría de las aplicaciones, el desgaste mínimo de los materiales es un objetivo primordial. Para muchas aplicaciones, a menudo se trata de alcanzar un punto ideal definido entre un bajo nivel de fricción y una buena resistencia al desgaste.
Cuando se diseñan experimentos que describen la fricción y el desgaste, los ensayos tribológicos pueden clasificarse en una de las seis categorías principales, desde las pruebas de campo de la categoría I hasta las pruebas de laboratorio más simples de la categoría VI.
Categoría I: Se realiza una prueba de campo en condiciones reales de funcionamiento, lo que puede incluir condiciones operativas prolongadas. La repetibilidad de los resultados es deficiente pero cercano a los requerimientos del mundo real que el sistema tribológico enfrentará.
Categoría II: Los experimentos se llevan a cabo con un equipo completo en un entorno real de planta. Estos experimentos pueden alcanzar resultados cercanos a las condiciones normales de funcionamiento y pueden realizarse durante un determinado período de tiempo para replicar las condiciones operativas prolongadas, limitando al mismo tiempo el impacto ambiental.
Categoría III: Los componentes, subsistemas o conjuntos se someten a prueba en un laboratorio que se aproxima a las condiciones de funcionamiento normales ampliadas, dando una repetibilidad media.
Categoría IV: Las pruebas de laboratorio se llevan a cabo sobre componentes estándar en serie utilizando aparatos de ensayos a escala reducida.
Categoría V: Los experimentos se llevan a cabo sobre una muestra con equipos de prueba para ofrecer condiciones operativas cercanas a las normales con excelente repetibilidad.
Categoría VI: Se realiza un banco de pruebas en trabajos de laboratorio con equipamiento de ensayos simple.
Es importante recordar que en las categorías I a III, la estructura del sistema tribológico original permanece consistente y sólo se simplifica el conjunto de esfuerzos. Las categorías II y III permiten conjuntos de esfuerzos mucho más reproducibles que la categoría I. Por el contrario, en las categorías IV a VI, la estructura del sistema se simplifica con la desventaja de disminuir la previsibilidad en la transferibilidad de los resultados de los ensayos a sistemas técnicos tribológicos comparables. Las categorías IV a VI ofrecen una mejor metrología del contacto tribológico, un menor coste y un plazo de prueba más breve. De esta manera, con un orden ascendente de las categorías de prueba, el tiempo de realización de la prueba y el costo de los ensayos aumentan significativamente, pero también aumenta la transferibilidad de los resultados obtenidos.
Las pruebas tribológicas de los materiales de los cojinetes pueden dividirse en cuatro categorías principales:
1 Horst Czichos, Karl-Heinz Habig: Tribologie Handbuch: Tribometrie, Tribomaterialien, Tribotechnik, Vieweg+Teubner Verlag, 2010
GGB desarrolla materiales con excelentes propiedades tribológicas basados en los resultados de estudios tribológicos. Combinamos estos conocimientos de la ciencia de los materiales y el rendimiento con una comprensión integral del desempeño tribológico de nuestros productos y cómo se adaptan a los requisitos de aplicación de nuestros clientes.
Los lubricantes forman parte de la tribología, pero en algunos casos la lubricación puede ser incorporada en el material de los componentes del sistema tribológico.
Por lo tanto, los diseñadores de materiales crean materiales específicos para condiciones de lubricación en seco, logrando un rendimiento tribológico superior relativo a la fricción y el desgaste con una reducción o eliminación de lubricantes líquidos.
El eje es un elemento fundamental en la estructura del sistema tribológico del subsistema de cojinetes. Sus propiedades tienen un impacto directo en la fricción y el desgaste así como en todos los casos de contacto del cojinete o del eje. Las propiedades esenciales del eje incluyen:
El alcance del sistema tribológico es de enorme importancia en la selección del cojinete. Un panorama general de las consideraciones incluiría lo siguiente:
1. El conjunto de esfuerzos inducido, incluyendo:
2. Las piezas de acoplamiento
3. El soporte superficial y su perfil de propiedades
4. El entorno de aplicación y sus propiedades
5. Conductividad térmica de la construcción
Nuestros expertos están disponibles para ayudarlo a encontrar la solución adecuada para su aplicación específica.