El coeficiente de fricción de los cojinetes de deslizamiento de PTFE se reduce al mínimo en condiciones específicas que optimizan las propiedades de baja fricción inherentes al material. Los factores clave son maximizar la tensión dentro de los límites de fluencia del PTFE, utilizar PTFE sin relleno y combinarlo con una superficie de contacto muy pulida. Estas condiciones reducen la pérdida de energía, el desgaste y los costes de mantenimiento, al tiempo que mejoran la suavidad de funcionamiento y la longevidad, sobre todo en aplicaciones de uso intensivo como el procesamiento químico.
Explicación de los puntos clave:
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Máxima tensión dentro de los límites de fluencia
- El PTFE presenta su coeficiente de fricción más bajo cuando se somete a grandes esfuerzos, pero éstos deben mantenerse dentro de su umbral de resistencia a la fluencia.
- Una tensión excesiva más allá de los límites de fluencia puede causar una deformación permanente, comprometiendo el rendimiento.
- Aplicaciones como piezas personalizadas de PTFE a menudo aprovechan esta circunstancia diseñando los cojinetes para que funcionen cerca de los niveles óptimos de tensión.
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Uso de PTFE sin relleno
- El PTFE sin relleno (virgen) tiene menor fricción que las variantes con relleno (por ejemplo, reforzadas con vidrio o carbono).
- Los rellenos mejoran la resistencia al desgaste pero aumentan la fricción; se prefiere el PTFE sin relleno cuando la fricción mínima es crítica.
- Ejemplo: En la maquinaria de precisión, los cojinetes de PTFE sin relleno reducen la pérdida de energía y la generación de calor.
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Superficie de contacto muy pulida
- Una superficie de contacto lisa y pulida (por ejemplo, acero inoxidable) minimiza las asperezas superficiales que aumentan la fricción.
- Una rugosidad superficial inferior a 0,2 µm Ra es ideal para lograr una fricción ultrabaja.
- Esto es vital en aplicaciones como las válvulas químicas, donde un funcionamiento suave prolonga la vida útil.
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Factores ambientales y operativos
- Presión: Una mayor presión de contacto suele reducir la fricción hasta que la fluencia se convierte en un problema.
- Velocidad: Las bajas velocidades de deslizamiento reducen la acumulación de calor, manteniendo la película de transferencia del PTFE que reduce la fricción.
- Temperatura: El PTFE funciona mejor a temperaturas moderadas (20-250°C); las temperaturas extremas pueden degradar sus propiedades.
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Contrapartidas y consideraciones prácticas
- Aunque el PTFE sin relleno minimiza la fricción, puede requerir una sustitución más frecuente en situaciones de alto desgaste.
- Las soluciones personalizadas (por ejemplo, los diseños híbridos) pueden equilibrar la fricción, la resistencia al desgaste y el coste para casos de uso específicos.
Al optimizar estos factores, los cojinetes de deslizamiento de PTFE alcanzan el máximo rendimiento en entornos industriales exigentes, desde maquinaria farmacéutica hasta sistemas aeroespaciales.
Tabla resumen:
| Condición | Efecto sobre la fricción | Consideraciones prácticas |
|---|---|---|
| Tensión elevada (dentro de los límites de fluencia) | Minimiza la fricción | Evitar tensiones excesivas para evitar deformaciones |
| PTFE sin relleno | Menor fricción | Menos resistente al desgaste que las variantes rellenas |
| Superficie de contacto pulida (<0,2 µm Ra) | Reduce las asperezas superficiales | Ideal para un funcionamiento suave en aplicaciones de precisión |
| Temperatura moderada (20-250°C) | Mantiene las propiedades del PTFE | Evita temperaturas extremas |
| Baja velocidad de deslizamiento | Reduce la acumulación de calor | Prolonga la eficacia de la película de transferencia |
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