08 Engranajes Abiertos Ag 07
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R.Camalli-Engranajes abiertos1 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Lubricación de Grandes Engranajes
Cortesia-Tapa McGrow Hill
R.Camalli-Engranajes abiertos2 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Características constructivas y funcionales de los equipos con Engranajes Abiertos
• Grandes pares de giro a la salida
• Grandes distancias entre eje
• Altas rugosidades en los dientes de piñones y de coronas.
• Los engranes por lo general se construyen con durezas bajas.
• Las durezas entre piñones y coronas están muy próximas.
Lubricación en Grandes Engranajes
R.Camalli-Engranajes abiertos3 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Características constructivas y funcionales de los equipos con Engranajes Abiertos
• Velocidades muy bajas: Molinos 15 rpm - Hornos 2 rpm
• Temperatura en los flancos altas molinos 65 º C.
• Desalineaciones que se producen por inconvenientes de
montaje y por condiciones de funcionamiento.
• Altas Vibraciones.
Lubricación en Grandes Engranajes
R.Camalli-Engranajes abiertos4 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Condiciones que debe cumplir el lubricante
� El lubricante debe formar una película lubricante separadoraentre ambos engranajes con el objetivo de evitar o reducir eldesgaste.
� Esto va a depender de los siguientes parámetros
� carga ( potencia , par de giro, geometría)
� velocidad (rpm, geometría)
� temperatura
� tipo de materiales y tratamiento superficial
� calidad de fabricación
� otros...
Lubricación en Grandes Engranajes
R.Camalli-Engranajes abiertos5 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Exigencias de Lubricación
La combinación de todas las variables antes mencionadas que se presentan en estos equipos exigen al máximo las propiedades del lubricante y hacen que éste trabaje en condiciones límites.
Con estas combinaciones de bajas velocidades, altas cargas, temperaturas, desalineaciones y materiales inadecuados, nunca sepuede lograr una lubricación hidrodinámica con una separación de ambos pares en contacto por el lubricante.
Existe una lubricación mixta con contacto metálico entre superficies.
Lubricación en Grandes Engranajes
R.Camalli-Engranajes abiertos6 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Caracteristicas que debe tener el lubricante y ensayos para evaluarlas
Características del lubricante Tipo de EnsayoAlta viscosidad del aceite base Viscosimetro
cinemáticoEnérgica aditivación EP Carga de soldadura
4 BolasAditivación Antidesgaste Desgaste - 4 Bolas
Desgaste - FZGAlta adherencia Viscosidad Dinámica
Roto viscosimetroResistencia al Gripado /Scuffing FZGFluencia en frioProtección contra la corrosión
Lubricación en Grandes Engranajes
R.Camalli-Engranajes abiertos7 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Lubricación de Grandes Engranajes
EP -Comparativos entre Ensayos Extrema Presión
EQUIPOS ESQUEMA RESULTADO DEL TEST REPRODUCIBILIDAD
Carga kgAlmen Lubricante EP 6,8 - 15,8 No es suficientem.preciso
Falex EP Lubricante EP 340 -2000 No es preciso o reproducible
4 Bolas Lubricante EP Precisión del método 10% EP Moderado 30 - 45 Es el más preciso de los
Enérgico 50 - 70 métodos y puede indicar los niveles de EP
SAE EP Lubricante EP 6 - 25 Precisión del método 16 %
Timken EP Lubricante EP Precisión del método 10% al Moderado 9 - 27 15% aprox.9 kg .Es cuestiona-Enérgico > 60 ble para evaluar niveles de EP
R.Camalli-Engranajes abiertos8 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Ensayos para verificación de desgasteFZG Es el más representativo para
medir desgaste en engranajes porque mide el desgaste real del mecanismo en operación y como operan los aditivos
4 BOLAS Es un ensayo de laboratorio que muestra como funcionanlos aditivos a la fricción mide la huella de desgaste.
SRV Es un ensayo de laboratorio que mide combinación de presion deslizamiento y oscilación
Lubricación en Grandes Engranajes
R.Camalli-Engranajes abiertos9 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Por qué es necesario alta viscosidad y EP ?
FRICCION FLUIDA (FR)Esto ocurre en un cojinete. No es posible que ocurra en un Engranaje Abierto
FRICCION MIXTA (MR) Esto es lo que ocurre en un engranaje abierto donde es muy importante la aditivación EP para evitar la soldadura entre las crestas0 Punto de contacto1 Lubricante2 Capa superficial de reacción
Lubricación en Grandes Engranajes
R.Camalli-Engranajes abiertos10 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Tipo de fricción en el Engranaje
Baja velocidad Periferica : Engranajes abiertos
Alta velocidad Periférica : Cajas de velocidad de automoviles
E
fricción mixtabaja velocidad periférica
alta velocidad periférica
fricción fluida
Lubricación en Grandes Engranajes
R.Camalli-Engranajes abiertos11 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Como actúan los aditivos EP en el Engranaje
Los aditivos EP actúan cuando se presentan temperaturas puntuales por contacto metal - metal generandose componentes metálicos de menor punto de fusión que permiten el aplastamiento de las crestas de las rugosidades y como tal la terminación superficial mejora, mejorando la película lubricante.
Por ejemplo esto puede ocurrir con las mezclas de azufre, naftenatode Pb y acero que a 750°C consigue que el material fluya plásticamente.
Esta actividad es en esencia una corrosión química controlada , si no existen sobrecargas con la aparición de contactos metal-metal no se desarrollan las temperaturas puntuales que den lugar a la reacción y por lo tanto los aditivos no actúan.
Lubricación en Grandes EngranajesAbiertos
R.Camalli-Engranajes abiertos12 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Seleccionando la Viscosidad adecuada del Aceite Base + aditivaciónadecuada
¿Como ayudo a prevenir el pitting
?
Con una adecuada aditivación EP + la Viscosidad adecuada del Aceite Base
¿Como ayudo a prevenir scuffing
/scoring ?
R.Camalli-Engranajes abiertos13 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Lubricación en Engranajes AbiertosEvolución de los lubricantes
Temperatura °F 210 390 570 750 930 1110 1290 1470
°C 100 200 300 400 500 600 700 800
Fosforo
Cloro
Azufre
R.Camalli-Engranajes abiertos14 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Diagrama de temperaturas en el Flanco
Como se puede apreciar en el diagrama la zona de mayor temperatura se encuentra en el sector de deslizamiento que es donde actuan los aditivos E.P.
• tc: temperatura de contacto
• tint: temperatura integral
• tm: temperatura de masa
• toil: temperatura del aceite
La temperatura de masa es la que medimos manualmente con el termómetro infrarrojo y que coincide con la temp. En la Circ. Primitiva
Lubricación en Engranajes AbiertosEvolución de los lubricantes
R.Camalli-Engranajes abiertos15 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
En todo el flanco solo hay lubricación EHD. Las presiones son muy altas, p.een un engranaje en cajas cerradas la presión de Herts entre los dientes (PH) puede estar entre 800 -1500 N/mm2 y en un Engranje Abierto es menor de 350 a 600 N/mm2
Mientras que en un cojinete la PH es de 20 N/mm2 o menos
2 dientes 1 diente 2 dientes
Distribución de Carga en el fanco
Distribución de temperaturasen el fanco
Lubricación en Engranajes AbiertosEvolución de los lubricantes
R.Camalli-Engranajes abiertos16 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Por qué la viscosidad y el EP son importantes? En un engranaje helicoidal la viscosidad es importante porque la velocidad de deslizamiento es mayor que en un engranaje recto (deslizamiento en circ. primitiva)
Lubricación en Grandes Engranajes
R.Camalli-Engranajes abiertos17 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
GRAFLOSCON A-G 1 ULTRA
GRAFLOSCON B-SG 00 ULTRA
Klüberfluid B-F 1 Ultra
GRAFLOSCON C-SG 0 ULTRAGRAFLOSCON C-SG 1000 ULTRAGRAFLOSCON C-SG 2000 ULTRA
Klüberfluid C-F 1 Ultra, Klüberfluid C-F 2 Ultra Klüberfluid C-F 3 Ultra ,Klüberfluid C-F 8 Ultra
GRAFLOSCON D-SG 00 ULTRA
A
B
C
D
Lubricación en Engranajes AbiertosEvolución de los lubricantes
R.Camalli-Engranajes abiertos18 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Lubricación en Grandes EngranajesLUBRICACION DE IMPRIMACION
R.Camalli-Engranajes abiertos19 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Lubricación en Grandes EngranajesLUBRICACIÓN DE RODAJE
R.Camalli-Engranajes abiertos20 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
• Módulo 25 mm• Rt 44 um• Observado con microscopio electrónico
20x
Lubricación en Grandes EngranajesLubricación de Rodaje - Rugosidad superficial - Antes y después
• Módulo 25 mm• Rt 6.8 um• Observado con microscopio electrónico
20x
R.Camalli-Engranajes abiertos21 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
CARACTERIS-TICA
LUBRICANTE
ACEITE BASEESPESANTE
VISCOSIDAD ACEITEBASE
DIN 51757, mm2/segA 40 °C
CARGA DESOLDADURA
APARATO 4 BOLASDIN 51350 T 4 (N)
ENSAYO FZG – DIN51354
A/2,76/50
SISTEMA DELUBRICACIÓN
Grasa adherenteSin solvente
Aceite mineral / Jabón deAluminio – grafito fino
ISO VG 680 > 5000 ESCALON DE CARGA > 12
DESGASTE < 0,2 mg/kwh
SPRAY
Grasa adherenteSin solvente
Aceite mineral / Jabón deAluminio – grafito fino
ISO VG 1000 > 5000 ESCALON DE CARGA > 12
DESGASTE < 0,2 mg/kwh
SPRAY
Grasa adherenteSin solvente
Aceite mineral / jabóncomplejo de Aluminio –grafito fino
ISO VG 2000 > 6500 ESCALON DE CARGA > 12
DESGASTE < 0,2 mg/kwh
SPRAY
Grasa fluida Adherente sin
solvente
Aceite mineral / jabóncomplejo de Aluminio –grafito fino
ISO VG 3200 > 7500 ESCALON DE CARGA > 12
DESGASTE < 0,2 mg/kwh
BATEA
Aceite sintéticoAlta adherencia
Y viscosidad
Aceite Sintético PAO +Aceite mineral + Polímero– sin grafito
ISO VG 16500 > 8500 ESCALON DE CARGA > 12
DESGASTE < 0,2 mg/kwh
SPRAY / BATEA
Características de lubricantes de servicio
Lubricación en Grandes Engranajes
R.Camalli-Engranajes abiertos22 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Cálculo del espesor de película (Lubricación Contínua)Coronas de molinos de simple rotador
• Potencia de entrada P 1550 kW n°de revoluciones piñon / corona 110/ 15,5 min-1
• Torque del piñon 134 kNm Velocidad periférica v 4,538 m/s• Módulo m 25,4 mm n°de dientes piñon / corona 31 / 220• Ancho de Faja b 625 mm ángulo de contacto 20 °• Angulo de hélice 0 ° Distancia entre centros a 3190 mm
• Rugosidad del flanco antes del rodaje: Ra = 4,0 µm Rugosidad del flanco después del rodaje: Ra = 0,4 µm
www.klueber.com
40 °C 60 °C 100 °CGRAFLOSCON C-SG 0 ULTRA 60 680 199,4 40 4,0 2,53 0,63GRAFLOSCON C-SG 0 ULTRA 60 680 202,4 40 0,4 2,55 6,38GRAFLOSCON C-SG 1000 ULTRA 60 1000 255,4 44 4,0 3,01 0,75GRAFLOSCON C-SG 1000 ULTRA 60 1000 259,7 44 0,4 3,04 7,60GRAFLOSCON C-SG 2000 ULTRA 60 2000 544 95 4,0 5,10 1,28GRAFLOSCON C-SG 2000 ULTRA 60 2000 553 95 0,4 5,16 12,90Klüberfluid C-F 3 ULTRA 60 16500 3812 500 4,0 19,9 4,98Klüberfluid C-F 3 ULTRA 60 16500 3877 500 0,4 20,2 50,42Klüberfluid C-F 3 M ULTRA 60 25500 5869 750 4,0 27,0 6,74Klüberfluid C-F 3 M ULTRA 60 25500 5967 750 0,4 27,3 68,20Klüberfluid C-F 4 ULTRA 60 3100 904 165 4,0 7,3 1,82Klüberfluid C-F 4 ULTRA 60 3100 917 165 0,4 7,4 18,38Klüberfluid C-F 5 ULTRA 60 4900 1659 350 4,0 11,1 2,78Klüberfluid C-F 5 ULTRA 60 4900 1680 350 0,4 11,2 28,08Klüberfluid C-F 8 ULTRA 60 8000 2077 320 4,0 13,0 3,26Klüberfluid C-F 8 ULTRA 60 8000 2110 320 0,4 13,2 32,94
Producto:
Temperatura de operación
del flanco[°C]
Ra
[µm] *2
hc
[µm] *3λλλλ
[-] *4
Viscocidad Cinemática - νννν -[mm²/s] *1
1. Debido al diagrama ν-T. Los cálculos fueron hechos en programa de cálculo.
2. Ra es el valor de la rugosidad.
3. hc es el espesor de película a la altura de la circunferencia primitiva.
4. Ra 1 – Rugosidad del Flanco PiñonRa 2 - Rugosidad del Flanco Corona
Lambda < 0.7 � boundary lubrication (no EHD)0.7 < Lambda < 2.0 � mixed friction (partial EHD)
Lambda > 2.0 � total liquid lubrication (full EHD)
( )2
21 RaRahc
+=λ
R.Camalli-Engranajes abiertos23 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Contact surface
Direction of sliding speed
Direction of rotation
Driven gear
Direction of rotation
Driving gear
Sliding direction of contact surface
Área de Contacto
Direccion de la velocidad
de deslizamiento
Dirección de rotacion
Corona
Dirección de rotación
Piñón
Dirección de deslizamiento del área de contacto
Only highly viscous liquid lubricants have this deposit re-lubrication effect!
R.Camalli-Engranajes abiertos24 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Experiencias de utilización de lubricantes adherentes transparentes
R.Camalli-Engranajes abiertos25 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
CODELCO CHILE - División el TENIENTEMolienda Convencional
R.Camalli-Engranajes abiertos26 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
CODELCO CHILE - División el TENIENTEMolienda Convencional - Engrane Ferry Capitain
R.Camalli-Engranajes abiertos27 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Otras Aplicaciones - Observación del engrane en movimiento con Lampara estroboscopica.
Minera Cerro Vanguardia
Pais : Argentina
Molineda de Oro
Aplicación : Molino de Bola
Fabricante : Svedala
Tipo engrane : Helicoidal simple
Corona : 292 dientes
Piñón : 21 dientes
Potencia : 2611 Kw
Sistema de lubricación:
Neumático
Cant. Boquillas: 5 sobre Corona
Cant. Lubricante: 70 gr/h
Observación del engrane en movimiento donde se ve la acción del lubricante sobre el flanco
Producto : KLÜBERFLUID C-F 8 ULTRA
R.Camalli-Engranajes abiertos31 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
LUBRICACION POR PULVERIZACION AUTOMATICA
R.Camalli-Engranajes abiertos32 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
•Ejemplos de ubicación•Mando Piñón simple:•generalmente recomendado - posiciones 1a, 1b y 1c•Posición 3:•Solo posible si la velocidad tangencial de la corona lo permite
•Mando con doble Piñón:•generalmente recomendado - posiciones 1a, 1b, 1c y 2a, 2b y 2c.•Posición 1 en combinación con posición 3, solo posible si el equipo de lubricación tiene suficiente capacidad.
POSICION CORRECTA DE PULVERIZADORES
R.Camalli-Engranajes abiertos33 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
CONSUMO De lubricante de rodaje y servicio convencionales
R.Camalli-Engranajes abiertos34 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
SISTEMA LINCOLN
EQUIPO DE LUBR. POR PULVERIZACION CON BOMBA DE DEPOSITO
R.Camalli-Engranajes abiertos35 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
POSICION ACONSEJABLE DE UN BOQUILLA DE PULVERIZACION
R.Camalli-Engranajes abiertos36 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
POSIBLES IMÁGENES CONJUNTAS DE PULVERIZACION SEGÚN EL NUMERO DE BOQUILLAS Y GEOMETRIA DEL “ABANICO” DE PULVERIZACION
IMÁGENES DE PULVERIZACION
R.Camalli-Engranajes abiertos38 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Sistemas de lubricaciónFormación de una lubricación de intervalos
R.Camalli-Engranajes abiertos39 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Sistemas de lubricaciónEsquema de estados de lubricación
R.Camalli-Engranajes abiertos40 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Molino de Crudo Holcim Cumarebo Venezuela
Sistemas de lubricaciónKlubermatic PA
R.Camalli-Engranajes abiertos41 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007
Sistemas de lubricaciónKlubermatic PA