El metal Babbitt o metal para cojinetes es cualquiera de varias aleaciones utilizadas para la superficie de cojinete en un cojinete liso .
La aleación Babbitt original fue inventada en 1839 por Isaac Babbitt [1] en Taunton , Massachusetts , Estados Unidos. Reveló una de sus recetas de aleaciones pero mantuvo otras como secretos comerciales . [2] Posteriormente se desarrollaron otras formulaciones. [3] Al igual que otros términos cuyo origen epónimo hace tiempo que se le resta importancia (como motor diesel o trompa de Eustaquio ), el término babbitt metal se escribe con frecuencia en minúsculas. [3] [4] Se prefiere al término " metal blanco ", porque este último término puede referirse a varias aleaciones para cojinetes, aleaciones a base de plomo o estaño , o metales de fundición a presión de zinc.
El metal Babbitt se usa más comúnmente como una capa superficial delgada en un conjunto complejo de múltiples metales, pero su uso original era como material de soporte a granel moldeado in situ . El metal Babbitt se caracteriza por su resistencia al irritamiento . El metal Babbitt es blando y se daña fácilmente, lo que sugiere que podría no ser adecuado como superficie de apoyo . Sin embargo, su estructura está formada por pequeños cristales duros dispersos en un metal más blando, lo que lo convierte, técnicamente, en un compuesto de matriz metálica . A medida que el rodamiento se desgasta, el metal más blando se erosiona un poco, creando caminos para el lubricante entre los puntos altos duros que forman la superficie del rodamiento real. Cuando se utiliza estaño como metal más blando, la fricción hace que el estaño se derrita y funcione como lubricante, protegiendo el rodamiento del desgaste cuando no hay otros lubricantes.
Los motores de combustión interna utilizan metal Babbitt, que se basa principalmente en estaño porque puede soportar cargas cíclicas.
En el estilo tradicional de un cojinete metálico Babbitt, se ensambla un soporte de hierro fundido de forma holgada alrededor del eje, con el eje en su posición final aproximada. La cara interior del soporte de hierro fundido a menudo se perfora para formar una llave para ubicar el metal del cojinete a medida que se coloca en su lugar. El eje se recubre con hollín como agente desmoldante , los extremos del rodamiento se rellenan con arcilla para formar un molde y se vierte metal fundido en la cavidad alrededor del eje, llenando inicialmente la mitad inferior del soporte. Se quita el cojinete y se recorta el metal hasta la superficie superior del soporte. El metal babbitt solidificado es lo suficientemente blando como para cortarlo con un cuchillo o un cincel afilado .
Se inserta una cuña de acero para proteger la cara del cojinete inferior y para separar la tapa del soporte del eje. Después de volver a sellar los extremos con arcilla, se vierte más metal para llenar la tapa del chumacera a través del orificio en la parte superior de la tapa del chumacera, que eventualmente se convertirá en un puerto de lubricación.
Luego se dividen las dos mitades del rodamiento en la cuña, se retira la cuña, se limpian los orificios de aceite de metal y se cortan los conductos de aceite en la superficie del nuevo rodamiento. El eje se unta con azul de ingeniería y gira en el cojinete. Cuando se desmonta el rodamiento, el azul llena los huecos y se borra de los puntos altos, haciéndolos visibles. Los puntos altos se raspan y se repite el proceso, hasta que se muestra un patrón azul uniforme y distribuido uniformemente cuando se retira el eje. Luego se limpia y lubrica el rodamiento, y se le colocan cuñas de modo que el eje quede sujeto firmemente pero sin atascarse en el rodamiento. Luego, el rodamiento se "rueda" haciéndolo funcionar fuertemente lubricado con carga baja y revolución lenta, completando el proceso de exposición de la superficie dura del rodamiento. Después del ajuste final de las cuñas, se obtiene un rodamiento muy fiable y con una alta capacidad de carga .
Antes de la llegada de los motores eléctricos de bajo coste , la energía se distribuía a través de las fábricas desde un motor central a través de ejes elevados que giraban sobre cientos de cojinetes Babbitt. A menudo se utilizaban correas de cuero, tela o caucho para transferir esta potencia giratoria a las máquinas en funcionamiento.
La expresión "cojinete de rodamiento" también se deriva de este estilo de cojinete, ya que la falla de la lubricación provocará una acumulación de calor debido a la fricción en el cojinete, lo que eventualmente provocará que el metal del cojinete se derrita y se salga del bloque de soporte.
Hasta mediados de la década de 1950, los rodamientos Babbitt vertidos eran comunes en aplicaciones automotrices. El Babbitt se vertió en el bloque o en las tapas utilizando un formulario. Se utilizaron Babbitts a base de estaño, ya que podían resistir las cargas de impacto que se encontraban en las bielas y el cigüeñal . Los cojinetes Babbitt vertidos se mantuvieron delgados. Las varillas y las tapas tendrían cuñas que se podrían quitar a medida que el Babbitt se desgastara. Se sabía que Ford usaba dos de 0.002" en cada tapa y Babbitt que era 86% estaño , 7% cobre , 7% antimonio (consulte los catálogos de KRW para el Modelo T ). Se usaron cuñas de acero, ya que las cuñas de latón que se usan hoy en día tienden a se comprimen con el tiempo, lo que contribuye a una vida útil más corta. Los rodamientos Babbitt vertidos suelen tener más de 50 000 millas de uso antes de necesitar ser reemplazados. No es probable que dañe el cigüeñal.
En la práctica más moderna, los cojinetes de biela del cigüeñal y de la biela de un motor de automóvil moderno están hechos de una carcasa de acero reemplazable, unida a las tapas de los cojinetes. La superficie interior de la carcasa de acero está recubierta con una capa de bronce , que a su vez está recubierta con una fina capa de metal Babbitt como superficie de apoyo.
El proceso de depositar esta capa de metal se conoce como Babbitting.
En muchas aplicaciones, los rodamientos de elementos rodantes , como los rodamientos de bolas o de rodillos , han reemplazado a los rodamientos Babbitt. Aunque estos cojinetes pueden ofrecer un coeficiente de fricción más bajo que los cojinetes lisos, su ventaja clave es que pueden funcionar de manera confiable sin un suministro continuo de lubricante a presión. Los rodamientos de bolas y de rodillos también se pueden utilizar en configuraciones que requieren soportar empujes tanto radiales como axiales . Sin embargo, los rodamientos carecen de la beneficiosa capacidad de amortiguación y carga de impacto que proporcionan los rodamientos de película fluida, como los Babbitt.
La ingeniería del revestimiento Babbitt de un rodamiento normalmente se completa durante el diseño de la máquina. Al seleccionar el tipo adecuado de Babbitt para un trabajo en particular, hay una serie de factores a tener en cuenta, los más importantes de los cuales son los siguientes:
No hay duda de que si un rodamiento va a soportar una carga elevada en relación con su tamaño, es deseable una aleación con alto contenido de estaño; mientras que para trabajos a mucha menor velocidad y rodamientos menos cargados, se puede emplear un Babbitt a base de plomo, que es mucho más económico.
Si bien no están sujetas a cálculos precisos, también deben tenerse en cuenta las siguientes consideraciones:
Por ejemplo, un rodamiento en uso continuo en un entorno hostil sin mantenimiento regular requerirá Babbitt y lubricación diferentes que un rodamiento en uso intermitente en un entorno limpio y de uso liviano. Este llamado arte es en realidad la condensación de la experiencia del técnico y la experiencia del rodamiento que se está reconstruyendo.
Si el rodamiento ha funcionado bien durante muchos años, simplemente es necesario reconstruirlo según sus especificaciones y formulación originales. En este caso las mayores preocupaciones del técnico son:
Eco-Babbitt es una aleación de 90% Sn, 7% Zn, 3% Cu que técnicamente no es un metal Babbitt. Consulte Aleaciones de soldadura para obtener más información sobre Eco-Babbitt. [7]
