Sistema de ensayo para el estudio del comportamiento de cojinetes de fricción de PEEK-CF30

Abstract

Este estudio presenta el desarrollo y la evaluación de un sistema de ensayo diseñado para analizar el comportamiento de cojinetes de fricción fabricados en PEEK-CF30 (polieteretercetona reforzada con 30% de fibra de carbono). El objetivo principal es verificar la idoneidad del banco para caracterizar la resistencia a la fatiga y el desgaste de estos cojinetes bajo condiciones de carga y velocidad variables, replicando las exigencias mecánicas a las que son sometidos en aplicaciones industriales. Se diseñó y adaptó un banco de pruebas en el laboratorio de ingeniería mecánica de la Escuela de Ingeniería Minera e Industrial de Almadén, incorporando sensores de fuerza, temperatura y par, para una monitorización precisa. Se llevaron a cabo ensayos en diferentes condiciones operativas, evaluando la influencia de la temperatura en la fatiga del material. Los resultados indican que la temperatura es un factor crítico en la estabilidad dimensional del cojinete, alcanzando en algunos casos la temperatura de transición vítrea del PEEK, lo que afecta su rendimiento y acelera su desgaste. El estudio confirma que un montaje adecuado del cojinete y un control preciso de la temperatura son esenciales para mejorar la vida útil del material. Se observa que, a temperaturas inferiores a 90 °C, el desgaste es moderado, mientras que a temperaturas superiores la pérdida de material y el aumento de rugosidad se acentúan. Finalmente, a partir de los ensayos de calibración, se estableció una matriz experimental optimizada para futuras pruebas, asegurando una evaluación más precisa del comportamiento tribológico del PEEK-CF30 en condiciones de operación reales.