Revisión sobre la lubricación de alambres magnéticos sin solventes mediante hilo textil impregnado de cera

Kai Boockmann y Michaela Boockmann

Boockmann Ingeniería GmbH

Eckartspfad, 97708

Bad Bocklet, Alemania

www.boockmann.com

Conceptos básicos de la lubricación de cables magnéticos

El procesamiento de alambre magnético requiere lubricación por las siguientes razones:

• Protección de cables y aislamiento

• Aumento de la velocidad de producción

• Protección de herramientas de bobinado

• Aumento de la densidad de los devanados

Lograr estos resultados exige consistentemente la integración con equipos de alambre de alta calidad y soluciones de imanes industriales confiables en toda la línea de producción.

Mecánica de manipulación de cables magnéticos

Imagine un alambre esmaltado, que se presiona contra un plano con una carga Fz, la fuerza de fricción a superar para mover el alambre es función de Fz. Para superficies deslizantes sólidas y secas, la fuerza de fricción es independiente de la velocidad v del movimiento (Figura 1), lo que también es válido para alambres lubricados con cera o materiales similares a la cera. La lubricación con aceite o grasa produce una flotación viscosa, que depende de la velocidad del movimiento.

Fig. 1 — Lubricación y fuerza de fricción.

Para velocidades y densidades de bobinado elevadas, a menudo se requiere una superficie de deslizamiento sólida y seca. Esto se puede conseguir, con éxito limitado, mediante esmaltes autodeslizantes o, con mayor éxito, puliendo con agentes deslizantes sólidos, principalmente parafina y ceras. La eficiencia de este proceso de pulido a menudo se mejora dentro de un horno de recocido de alambre o como parte de un sistema integral de equipo automático de alambre magnético.

Los lubricantes aceitosos tienden a escurrirse del carrete de entrega. Al igual que la grasa o grandes cantidades de cera de punto de fusión relativamente bajo, el aceite absorbe el polvo y los recubrimientos con estos materiales no pueden soportar las altas presiones específicas entre los alambres cruzados debido a su comportamiento viscoso. Por tanto, su aplicación se prefiere principalmente para la técnica de inserción en la producción de motores, etc.

Tanto el coeficiente de fricción como las propiedades de deslizamiento, la capacidad de enrollado y la capacidad de inserción son óptimas dependiendo de la cantidad de lubricante. Desafortunadamente, estos óptimos a menudo no se encuentran en el mismo rango de cantidad y, por lo tanto, deben determinarse mediante la experiencia.

El coeficiente dinámico de fricción, medido entre un alambre y una placa de acero (Parussel4), se indica en la Tabla 1 para diferentes materiales de esmalte y ceras. Es una propiedad del material del lubricante aplicado, influenciada por el material aislante del cable. Debido a la fuerte dependencia del coeficiente de fricción de la cantidad de lubricante en la superficie del alambre (Figura 2), la cantidad aplicada a la superficie debe controlarse dentro de límites estrechos. Además, el proceso de lubricación influye en la confiabilidad y uniformidad de la lubricación, un factor crítico para los operadores de equipos de alambre de alta calidad.

Tabla 1. Coeficiente dinámico de fricción para diferentes combinaciones de materiales aislantes y lubricantes determinado según Parussel ⁴ .

Fig. 2 — Comparación del coeficiente de fricción de diferentes ceras

Razones para utilizar métodos de lubricación sin disolventes

Los lubricantes a base de solventes constan de casi un 99 % de compuestos orgánicos volátiles (COV), que generalmente son liberados por los sistemas de ventilación de las fábricas (Figura 3).

Fig. 3: Humos liberados durante la lubricación de cables a base de solvente.

Dado que las regulaciones gubernamentales (por ejemplo, la regulación europea de COV 1999-13-EC5) limitan la cantidad de emisiones de COV también específicamente de la producción de alambre magnético, los fabricantes pueden eliminar una fuente de emisión importante mediante el uso de lubricación sin solventes. Este cambio está cada vez más respaldado por modernas soluciones magnéticas industriales y equipos automáticos de alambre magnético diseñados para procesos más limpios.

Y en relación con la norma ISO 14000, los clientes exigen cada vez más programas de protección medioambiental por parte de sus proveedores de cables magnéticos. Además, los líquidos aplicados, incluidas las soluciones de lubricantes sólidos, se desprenden de la superficie del alambre debido al aumento de las fuerzas centrífugas en los rodillos guía de giro rápido en las máquinas de esmaltado de alta VD, lo que afecta la confiabilidad y la calidad del proceso.

La lubricación de cables magnéticos sin disolventes reduce los problemas de salud de los trabajadores derivados de los humos y previene accidentes laborales graves, así como riesgos de incendio, lo que contribuye a un entorno operativo más seguro para todos los hornos de recocido de cables y sistemas de trenzado.

Además, se evita el ataque inducido por disolventes al esmalte del alambre y a los carretes de plástico, preservando la integridad del alambre producido con equipos de alambre de alta calidad.