Diamond-like carbon (DLC) coatings on roller bearing elements of belt conveyors

Recubrimientos de carbono tipo diamante (DLC) en elementos de rodamiento de rodillos de cintas transportadoras

El objetivo del estudio era analizar los recubrimientos antidesgaste de carbono tipo diamante (DLC) producidos mediante deposición química en fase vapor mejorada con plasma. Los recubrimientos de DLC se depositaron en los anillos de rodamientos que funcionan en cintas transportadoras. La vida útil de los rodamientos fue de 1,5 años. Los rodamientos estuvieron expuestos a duras condiciones ambientales. Tras el desmontaje de los rodamientos, se evaluó la influencia de los recubrimientos en la mejora de las características del tribosistema. La caracterización de la geometría de los rodamientos se llevó a cabo utilizando un perfilómetro óptico de superficie. El uso de recubrimientos tipo diamante en rodamientos triplicó la vida útil del tribosistema en condiciones industriales.

INTRODUCCIÓN

Los equipos de manipulación de áridos funcionan en condiciones de trabajo difíciles. Las elevadas cargas, el entorno corrosivo y el polvo provocado por la desintegración de los áridos contribuyen a acelerar el desgaste de los componentes de las máquinas [1].

Los rodamientos (tribosistema) de las cintas transportadoras son sólo un ejemplo. Dependiendo de la longitud de la cinta transportadora, puede haber desde unos pocos hasta una docena de ellos. Los daños o averías en los rodamientos provocan paradas de producción que ocasionan enormes pérdidas. Para contrarrestar los efectos negativos de la fricción, se pueden utilizar recubrimientos DLC similares al diamante para aumentar la vida útil del material nativo del cojinete. Gracias a sus excelentes propiedades, los recubrimientos de DLC pueden reducir significativamente el desgaste de los tribosistemas en las cintas transportadoras [1-4].

Entre las propiedades de los recubrimientos destacan su alta dureza, bajo coeficiente de fricción (inferior a 0,1), alta resistencia a la abrasión (hasta 10-7 mm3 Nm-1) y estabilidad química. Además, mediante la modificación de los parámetros tecnológicos y la posibilidad de dopaje con diversos elementos, es posible mejorar aún más las características del recubrimiento [1-4]. La función principal de los revestimientos es proteger los elementos revestidos contra el desgaste tribológico y corrosivo. La rugosidad de la superficie tiene un efecto significativo en la aceleración del desgaste del revestimiento. Por lo tanto, es crucial preparar adecuadamente el sustrato antes de aplicar el recubrimiento [4-7]. Bajo fricción, las irregularidades duras tanto en el sustrato como en los recubrimientos pueden aumentar la resistencia al movimiento. Si una contraespécimen con una estructura superficial dura y rugosa se mueve sobre la probeta con la misma estructura superficial, no se producen deformaciones plásticas o elásticas del material. En este caso, puede haber altas presiones locales y puntuales en los lugares de desnivel [8 - 11].