13318734-TRIBOLOGIA-Y-LUBRICACION

5/10/2018 13318734-TRIBOLOGIA-Y-LUBRICACION - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/13318734-tribologia-y-lubricacion 1/91

SEMINARIO DE TRIBOLOGIA YLUBRICACIÓN



TRIBOLOGIA

Palabra que viene del latín tribo=fricción y logo=tratadoCiencia relacionada en principio sólo con la fricción y en la actualidadextendida a todos los fenómenos que limitan la vida de los equipos.

• Sistema tribológico. Es un sistema natural o artificial de elementosmateriales, por lo menos dos, donde se presenta la fricción y en casosextremos, el desgaste.

• Sistema tribotécnico. Sistema particular o grupo funcional, donde existenvarios puntos de fricción, los cuales tienen la función de transmitir energía

o movimiento.

LA FRICCION

Se puede definir como la resistencia al movimiento relativo entre dos cuerposen contacto.Al frotar un cuerpo contra otro, debe vencerse una resistencia. A esta fuerzaque se opone al deslizamiento se le conoce como fricción.

El valor de la fricción de un cuerpo deslizante es igual a la fuerza necesariapara vencerla.



CAUSAS:

Ninguna superficie metálica es completamente lisa; aún superficies conacabados que se aproximan a la perfección presentan asperezas cuando seexaminan en un microscopio. Las diminutas protuberancias en una superficiesinterfieren el movimiento relativo de dos cuerpos cuando rozan entre sí dandoorigen a la fricción al tratar de entrelazarse y agarrarse.

EFECTOS DE FRICCION

La fricción no solo puede ser considerada desde el punto de vista negativo porefectos que produce en maquinaria; también produce efectos positivos. Sinfricción no sería posible caminar (percibimos la sensación de esta dificultadcuando caminamos sobre el hielo), y muchos de los elementos queaprovechamos, como el automóvil, el freno (el frenado de un automóvil esposible gracias a la fricción, primero entre la balata y el disco y después entrela llanta y el pavimento), la piedra de esmeril, etc., no tendrían razón de ser.En los órganos de las maquinas consideramos la fricción como indeseableporque casi todos requieren del deslizamiento de una parte contra otra. Para

vencer la fricción se requiere trabajo y la energía así gastada supone pérdidade potencia y eficiencia. Además donde hay fricción sólida ocurre desgaste,pérdida de material por la acción cortante de las asperezas opuestas y elrompimiento de las minúsculas superficies soldadas.Uno de los problemas de los ingenieros es controlar la fricción; incrementar lafricción donde se requiere (frenos) y reducir donde no es conveniente(cojinetes).La fricción origina calor, produce pérdida de potencia y desgaste de las partesen movimiento, desde el punto que se inicia un rápido deterioro hasta una fallatotal en la parte en contacto.La fricción es conceptualizada tradicionalmente en la forma de un bloquesobre una superficie horizontal. Se aplica una fuerza al bloque que tiende amoverlo a lo largo de la superficie, tal como lo muestra la figura. Además dela fuerza horizontal F, también existe una fuerza normal N entre el bloque y lasuperficie, mostrada aquí como resultante del peso del bloque. Conforme seincrementa gradualmente la fuerza F desde un valor bajo, no hay movimientodel bloque por la fricción entre las dos superficies. Finalmente, F alcanza un



cierto valor ( llamado F s ) que vence la fricción y el bloque comienza a

deslizarse. Esto define el coeficiente de fricción estática µs:

µµµµs = F s /N

Una vez que el bloque está en movimiento, la fuerza requerida paramantenerlo en movimiento baja a un valor F k , que es la fuerza cinética. En lamayoría de la situaciones mecánicas, la fuerza cinética se aproxima al 75% dela fuerza estática, pero esto depende de los materiales involucrados; paraalguna combinación de materiales la diferencia entre la fuerza cinética y

estática es cero.El coeficiente de fricción cinética µ se puede calcular:

µ µµ µ = F k /N

Existen varias teorías que explican la fricción la más aceptada es la teoría de laadhesión, la cual sostiene que dos superficies deslizantes (no lubricadas) estánen contacto una con la otra solo en una pequeña fracción del área aparenteentre ellas. Esto es verdad aun cuando las superficies sean bastante lisas.Cuando se observa en una vista muy amplificada, cada superficie secaracteriza por asperezas microscópicas que hacen contacto con su opuestasólo en ciertos puntos. Estos puntos comprenden el área real de contacto A r entre las dos superficies. A causa de que el área real soporta la carga normal,los esfuerzos involucrados en estos puntos de contacto son muy altos yconducen a deformaciones plásticas y adhesión en algunos casos. Debido a lanaturaleza aleatoria de las superficies, algunas asperezas experimentan

esfuerzos más grandes que otros, de manera que la adhesión ocurre solamenteen los puntos donde los esfuerzos son muy altos y hay un contacto físico muyestrecho. También depende del material en contacto y su condición ( que tanlimpia y seca está la superficie, por ejemplo). Para romper estos enlacesadhesivos conforme las superficies se mueven, una con respecto a la otra, serequiere una fuerza F, la la cual se aplica contra las uniones como una fuerzacortante. Estas conexiones suman un área equivalente al área real de contacto.De la misma manera, la fuerza normal N implica la resistencia a la fluenciadel material (la resistencia a la fluencia del material más débil es la apropiada



aquí) aplicada sobre el área real de contacto. Entonces podemos definir elcoeficiente de fricción de acuerdo a la teoría de adhesión como:

µµµµ= F /N=τ ττ τ A r /YA r=τ ττ τ /Y Donde:

τ ττ τ - esfuerzo cortante

Y- esfuerzo de fluencia a la compresión de las asperezas.

TIPOS DE FRICCION

• Fricción externa. Se da entre cuerpos diferentes. • Fricción interna. Se genera entre partículas de un mismo cuerpo.

TIPOS DE FRICCION EXTERNA

Dependiendo del movimiento relativo:- Fricción de deslizamiento. Se presenta durante el movimiento relativo

tangencial de los elementos sólidos en un sistema tribológico. - Fricción de rodamiento. Se presenta durante el movimiento relativo de

rodadura entre los elementos sólidos de un sistema tribológico. - Fricción de rotación. Se presenta durante el movimiento relativo de

rotación entre los elementos sólidos de un sistema tribológico.

Dependiendo de las condiciones de contacto:

- Fricción estática. Pérdida de energía mecánica al inicio y al final delmovimiento relativo tangencial entre dos zonas materiales en contacto.



- Fricción móvil. Pérdida de energía mecánica durante el movimientorelativo de zonas materiales en contacto.

- Fricción de choque. Pérdida de energía mecánica al inicio y al finaldel movimiento relativo normal (perpendicular) entre zonas materialesen contacto.

ESTADOS DE FRICCION

- Fricción metal-metal. La fricción metal-metal es un estado defricciónque se presenta en diferentes fenómenos tribotécnicos. Tienelugar en un elemento lubricado como consecuencia del rompimiento dela película límite o por agotamiento de lo aditivos antidesgaste dellubricante. La fricción metal-metal no siempre se debe evitar. Hay casosen donde es imprescindible que ocurra, como por ejemplo en las líneasde ferrocarril, en donde es necesario que que las superficies esténcompletamente exentas de algún tipo de lubricante para poder rodar yfrenar rápidamente.

- Fricción pura. Es un estado de fricción en el cual el sistema tribológicoestá constituido por dos elementos que corresponden a los materialesbase. La fricción pura raras veces se encuentra en la práctica industrial ypor lo general, se obtiene a nivel de laboratorio, bajo un control muy

riguroso de los experimentos. Durante la fricción pura las superficiesestán libres de cualquier película contaminante. La magnitud delcoeficiente de fricción pura varía entre 0,8 a 10 y más.

- Fricción sólida. Estado de fricción en el cual el sistema tribológico estáconstituido por tres elementos que presentan características de cuerpossólidos. Durante la fricción sólida el tercer elemento está presente enforma de capas de un compuesto adheridas al metal base. En la prácticaindustrial este estado de fricción se halla ampliamente difundido. Seentienden como compuestos la película límite de aditivo antidesgaste,las capas de óxidos, suciedad, etc. La magnitud del coeficiente defricción varía entre 0,2 a 0,8.

- Fricción fluida. Estado de fricción en el cual el sistema tribológico estáconstituido por tres elementos, presentando uno de ellos propiedadeslíquidas. La obtención de la fricción fluida está condicionada a laexistencia de un lubricante líquido que separa las superficies de loselementos sólidos, que constituyen el sistema tribológico.

- Fricción hidrodinámica. Estado de fricción en el cual las condicioneshidrodinámicas se logran a través del movimiento relativo del parfriccionante, cuando se encuentra sometido a ciertas condiciones de



velocidad y de carga. En este estado de fricción juega un papel muyimportante la viscosidad del lubricante empleado. Los valores del

coeficiente de fricción varían en el rango de 0,001-0,002 endependencia de la viscosidad del lubricante.- Fricción hidrostática. Es un estado de fricción que se presenta en

aquellos mecanismos que giran a bajas velocidades y que soportangrandes cargas y donde, para formar la película hidrodinámica, esnecesario inyectar aceite a presión antes y durante el movimiento delmecanismo.

- Fricción gaseosa. Estado de fricción en el cual el sistema tribológicoestá constituido por tres elementos y uno de ellos presenta propiedadesgaseosas. Dentro de la fricción gaseosa, una de las formas másdifundidas es la que utiliza aire como elemento gaseoso y este separa lassuperficies de los elementos sólidos, que constituyen el sistematribológico. La fricción aerodinámica se logra a través del movimientorelativo de los elementos sólidos, mientras que la aerostática se alcanzapor medio de una presión exterior.

- Fricción mixta. Es un estado de fricción integrado por lo menos pordos estados de fricción, que se presentan simultáneamente en un sistematribológico. La fricción mixta, formada por los estados de fricciónsólida y fluida se encuentra ampliamente difundida en la práctica

industrial, sobre todo en aquellas uniones tribotécnicas que secaracterizan por bajas velocidades y grandes cargas ( lubricaciónelastohidrodinámica o EHL). Durante la fricción mixta, las propiedadesde los materiales, que constituyen la unión, juegan un papel de primerorden. La magnitud del coeficiente de fricción mixta varía entre 0,05 y0,2.

LEYES DE LA FRICCION METAL- METAL POR DESLIZAMIENTO

La fricción metal-metal presenta las siguientes características:

- Es directamente proporcional al peso del elemento que desliza o rueda.- Es independiente del área aparente de las superficies de contacto. Es

función del area efectiva, la cual es la suma de las zonas en contactodadas por las irregularidades de ambas superficies. Por esta razón, elárea de contacto no coincide en general con el área geométrica de lassuperficies que se rozan.

- No depende de la velocidad de deslizamiento.- Varía según la naturaleza de los materiales y del acabado superficial.



LEYES DE LA FRICCION METAL-MATAL POR RODADURA- Varía con la carga.- Es inversamente proporcional al diámetro del elemento rodante.- Es menor para superficies pulidas que para superficies rugosas.

REDUCCION DE LA FRICCION

Las fuerzas de fricción pueden ser disminuidas por los siguientes factores, loscuales pueden controlarse:

1. La carga: Influye en forma directamente proporcional a la fricción; sinembargo, es parte de todo mecanismo y en la mayoría de los casos s difícilmodificar.

2. Naturaleza de los materiales: Dependiendo de su naturaleza química, loscuerpos pueden presentar mayor o menor fricción.

EJEMPLO: Dos superficies de acero que deslizan presentan mayorfricción que dos superficies de teflón bajo las mismas condiciones detrabajo.

3. El acabado de las superficies: Los coeficientes de fricción sonmayores cuando las superficies son ásperas que cuando son pulidas.

4. Forma de los cuerpos: La fricción por rodamiento es menor que lafricción por deslizamiento. Los cuerpos esféricos o cilíndricos, por lo tanto,ocasionan menor fricción.

5. La lubricación utilizada.

DESGASTE

Es consecuencia directa de del rozamiento metal-metal entre dos superficies yse define como el deterioro sufrido a causa de la intensidad de la interacción



de sus rugosidades superficiales. El desgaste puede llegar a ser crítico,haciendo que las piezas de una máquina pierdan sus tolerancias y queden

inservibles, causando costosos daños y elevadas pérdidas de producción.

TIPOS DE DESGASTE

• ADHESIVO. Se presenta cuando las irregularidades de una superficieinteractúan directamente con las de otra, se adhieren y se soldan, dandolugar en la mayoría de los casos al desprendimiento de partículas.

Causas:- Falta de aplicación de un lubricante.- Rompimiento de la película límite por agotamiento o por sobrecarga.- Un bajo nivel, viscosidad o presión del aceite en el sistema.- Un alto nivel, viscosidad o presión del aceite en el sistema.

Soluciones:- Cambiar el aceite dentro de las frecuencias normales. - No sobre cargar los mecanismos. - Mantener el nivel, viscosidad y presión del aceite.

• ABRASIVO. Es el resultado de la presencia entre las superficies enmovimiento relativo de partículas extrañas de igual o mayor dureza a la delos materiales que los conforman. Las partículas abrasivas se incrustan



ellas mismas en una de las superficies y actúan como una herramienta decorte, removiendo material de la otra superficie.

Causas:- Problemas de filtración- Presencia de partículas sólidas de igual o mayor tamaño al juego

dinámico.- Presencia de partículas sólidas de menor tamaño al juego dinámico con

incremento de la carga.- Las partículas sólidas provienen de algún otro tipo de desgaste o del

medio ambiente.

• CORROSIVO. Es el deterioro lento y progresivo de las superficiesmetálicas al estar presente sustancias ácidas que afectan la metalurgia delos mecanismos. Este tipo de desgaste también se puede presentar porvibraciones en el sistema, que interrumpen la película lubricante y hacenque la humedad del ambiente corroa las superficies.



Causas:- Intervalos de uso del aceite muy prolongado (aceite oxidado)

- Contaminación del aceite con ácidos o con agua. - Vibraciones y humedad en el ambiente (maquinaria textil)

Soluciones:- Cambiar el aceite dentro del intervalo de vida útil. - Utilizar el lubricante adecuado para condiciones de vibración y

humedad.

• EROSIVO. Es causado por un fluido a alta presión y puede llagar a sercrítico si tiene partículas sólidas en suspensión, las cuales al impactarsobre las superficies arrancan material de ellas, debido al efecto de losmomentum de las partículas. La perdida de material puede ser significativa,provocando roturas por fatiga.

Causas:- Alto nivel del aceite. - Alta viscosidad del aceite. - Alta presión del sistema. - Partículas sólidas en el aceite fluyendo a alta presión.

Soluciones:- Mantener el nivel, la viscosidad y la presión del aceite en el sistema

dentro del rango normal. - Implementar sistemas de filtración. - Cambiar el aceite con mas frecuencia.

• FATIGA SUPERFICIAL. Se presenta como consecuencia de losesfuerzos cíclicos de tensión, compresión y esfuerzos cortantes sobre unasuperficie, los cuales dan como resultado grietas profundas de fatiga quecausan finalmente la aparición de picaduras y escamas.



Causas:- Es inevitable con el tiempo. - Se puede incrementar con la presencia de partículas del mismo tamaño

o ligeramente más grandes que el juego dinámico y que no se adhiere aninguna superficie en movimiento.

Soluciones:- Un proceso tribológico positivo. - Mantener el aceite limpio.

• POR CAVITACION. Tiene lugar cuando el aceite fluye a través de unaregión donde la presión es menor que la de su presión de vapor, esto haceque el aceite hierva y forme burbujas de vapor, las cuales son transportadaspor el aceite hasta llegar a una región de mayor presión, donde el vapor



regresa al estado líquido en forma súbita, generando fugas sobre lassuperficies metálicas que dan lugar a la aparición de picaduras y grietas.

Causas:- Entrada de aire en el sistema de lubricación. - Alta tendencia del aceite a formar espuma.

Soluciones:- Inspeccionar el sistema de lubricación.- Seleccionar correctamente el lubricante.- Incremento de la presión en el sistema o utilizando aceites con

presiones de vapor bajas a altas temperaturas.• POR CORRIENTES ELECTRICAS. Se presenta como consecuencia

del paso de corrientes eléctricas a través de los elementos de una máquina,como en el caso de los rodamientos y cojinetes lisos en turbomaquinaria.

Causas:- Toma a tierra defectuosa (Motores eléctricos)- Corrientes parásitas (torbomaquinaria)

Soluciones:

- Inspeccionar la toma a tierra en equipos rotatorios.

• POR DIFUSION. La difusión metálica puede ser un factor de desgaste aaltas temperaturas. La difusión es un proceso de transferencia de masa, quese acelera al incrementarse la temperatura; por ejemplo, un proceso demaquinado implica el contacto íntimo entre el material de trabajo y laherramienta de corte a temperaturas que se aproximan algunas a veces a los1100o C. Bajo estas condiciones la difusión es un mecanismo de desgastesignificativo en la herramienta.

Causas:- Altas temperaturas.

Soluciones:- Utilizar lubricante, refrigerante.

PROBLEMAS OCACIONADOS POR EL DESGASTE



- Mayor consumo de repuestos por aumento en las reparacionesy en elmantenimiento.

- Reducción en la producción por paros de maquinaria.- Vida útil más corta de la maquinaria.- En motores de combustión interna da lugar a pérdida de potencia,

mayor consumo de combustible, etc.- Posibilidad de accidentes ante el peligro de rotura de piezas al

sobrepasar los límites permisibles de diseño.

FORMAS DE REDUCIR EL DESGASTE

- Utilizando los lubricantes más apropiados para la diferentes condicionesde operación.

- Frecuencia de lubricación adecuada, con el fin de determinar loscambios de aceite y los reengrases correctos.

- Buenos programas de mantenimiento preventivo, incluyendoprincipalmente la limpieza y/o el cambio de los filtros de aire y deaceite.

- No sometiendo los equipos a condiciones diferentes a las de diseño.

CONCEPTO DE LUBRICACION



Lubricación es interponer entre dos superficies, generalmente metálicasexpuestas a fricción, una película fluida que las separe a pesar de la presiónque se ejerza para juntarlas. La lubricación elimina el contacto directo de lassuperficies metálicas, impide su desgaste y reduce al mínimo el rozamientoque produce pérdida de potencia.

IMPORTANCIA DE LA LUBRICACION

Los costosísimos y complicados equipos industriales que requieren laindustria moderna no podrían funcionar, ni siquiera unos minutos, sin elbeneficio de una correcta lubricación. El costo de ésta resulta insignificantecomparado con el valor de los equipos a los que brinda protección.

La utilización del lubricante correcto en la forma y cantidad adecuada ofreceentre otros los siguientes beneficios.

1. Reduce el desgaste de las piezas en movimiento.2. Menor costo de mantenimiento de la máquina.3. Ahorro de energía.4. Facilita el movimiento.5. Reduce el ruido.6. Mantiene la producción.

FUNCIONES DE LOS LUBRICANTES

Los lubricantes deben rebajar al máximo los rozamientos de los órganosmóviles facilitando el movimiento, pero además deben reunir propiedadestales como:

1. Soportar grandes presiones sin que la película lubricante se rompa.



2. Actuar como refrigerante.3. Facilitar la evacuación de impurezas.

ELEMENTOS BASICOS QUE REQUIEREN LUBRICACION

Por complicada que parezca una máquina, los elementos básicos que requierenlubricación son:



1. Cojinetes simples y antifricción, guías, levas, ect.

2. Engranajes rectos, helicoidales, sin fin, etc., que puedan estar descubiertoso cerrados.3. Cilindros como los de los compresores, bombas y motores de combustión

interna.4. Cadenas, acoples flexibles y cables.

Tipos de Lubricación

El tipo de lubricación que cada sistema necesita se basa en la relación de loscomponentes en movimiento. Hay tres tipos básicos de lubricación: limítrofe,hidrodinámica, y mezclada. Para saber qué tipo de lubricación ocurre en cadacaso, necesitamos saber la presión entre los componentes a ser lubricados, lavelocidad relativa entre los componentes, la viscosidad del lubricante y otrosfactores. Desde hace relativamente poco tiempo se ha empezado a hablar deun cuarto tipo de lubricación: elasto-hidrodinámica, pero no la voy amencionar ya que no aporta conceptos únicos y se usa solamente enaplicaciones de muy alta tecnología.

La Lubricación Limítrofe ocurre a baja velocidad relativa entre loscomponentes y cuando no hay una capa completa de lubricante cubriendo las

piezas. Durante lubricación limítrofe, hay contacto físico entre las superficiesy hay desgaste. La cantidad de desgaste y fricción entre las superficiesdepende de un número de variables: la calidad de las superficies en contacto,la distancia entre las superficies, la viscosidad del lubricante, la cantidad delubricante presente, la presión, el esfuerzo impartido a las superficies, y lavelocidad de movimiento. Todo esto afecta la lubricación limítrofe.La mayor cantidad del desgaste ocurre al prender el motor. Esto sucede por labaja lubricación limítrofe, ya que el aceite se ha "caído" de las piezas al fondodel cráter…produciendo contacto de metal-a-metal. Una vez que arrancó el

motor, una nueva capa de lubricante es establecida con la ayuda de la bombade aceite a medida que los componentes adquieren velocidad de operación.



En algún momento de velocidad crítica la lubricación limítrofe desaparece yda lugar a la Lubricación Hidrodinámica. Esto sucede cuando las superficiesestán completamente cubiertas con una película de lubricante.Esta condición existe una vez que una película de lubricante se mantiene entrelos componentes y la presión del lubricante crea una "ola" de lubricantedelante de la película que impide el contacto entre superficies. Bajocondiciones hidrodinámicas, no hay contacto físico entre los componentes yno hay desgaste. Si los motores pudieran funcionar bajo condicioneshidrodinámicas todo el tiempo, no habría necesidad de utilizar ingredientesanti-desgaste y de alta presión en las fórmulas de lubricantes. Y el desgastesería mínimo!



La propiedad que más afecta lubricación hidrodinámica es la viscosidad . Laviscosidad debe ser lo suficientemente alta para brindar lubricación (limítrofe)

durante el arranque del motor con el mínimo de desgaste, pero la viscosidadtambién debe ser lo suficientemente baja para reducir al mínimo la "fricciónviscosa" del aceite a medida que es bombeada entre los metales (cojinetes) ylas bancadas, una vez que llega a convertirse en lubricación hidrodinámica.Una de las reglas básicas de lubricación es que la menor cantidad de fricción

innecesaria va a ocurrir con el lubricante de menor viscosidad posible para cada función específica. Esto es que cuanto más baja la viscosidad, menosenergía se desperdicia bombeando el lubricante.

Por ejemplo, los locos que corren los "Dragsters" de NHRA y IHRA en el

cuarto de milla en los Estados Unidos (USA) le ponen aceite del "SAE 0" ó"SAE 5", pues reduce la fricción interior del motor, dándoles máxima

potencia (pero alto desgaste, ya que la viscosidad es demasido baja). Ellos

quieren la mayor cantidad de HP, y no les importa si hay desgaste, ya que

desarman el motor después de cada carrera.

La Lubricación Mezclada es exactamente eso: una mezcla inestable delubricación limítrofe e hidrodinámica. Por ejemplo, cuando enciendes el motor(o cuando arranca un componente, si es otro equipo), la velocidad de loscomponentes aumenta velozmente y por una pequeña fracción de segundo seproduce lubricación mezclada. En otras situaciones, cuando el esfuerzo y lavelocidad de los componentes varía ampliamente durante el uso (durantemanejo en montaña o en tráfico, por ejemplo) la temperatura puede hacer queel lubricante se "queme" más rápido y que así la lubricación hidrodinámica seadifícil de adquirir (ya que el lubricante ha perdido el beneficio de ciertosaditivos que se "quemaron"), dejando así el motor trabajando en una condiciónde lubricación mezclada, que producirá más desgaste.



Por ejemplo, mucha gente anda en un cambio (velocidad) más alto que el

que deben usar, cosa que causa pocas vueltas de motor, y tal vez menor

consumo, pero aumenta el desgaste tremendamente. ¿Cómo es eso?

Supongamos que un motor viene en 3ra a 3.000 rpm, o en 4ta a 2.000 rpm yque el vehículo se acerca a una pendiente o cuesta…el conductor decide

dejarlo en 4ta para subir…el motor empieza a trabajar más duro (mayor

esfuerzo) para subir…la temperatura interior y el esfuerzo interno del motor

aumenta, pero las revoluciones (que se reflejan en el tacómetro) del motor

no…el aceite se calienta, la fricción aumenta (fíjense en la cantidad de

aceite en medio del carril en la ruta en el lado de la subida de una

pendiente... y verán, pero NO en el lado de la bajada)…¿por qué?, porque el

motor levanta presión, temperatura y fricción en la subida, y no en la

bajada. Al aumentar el esfuerzo, sería lógico aumentar la cantidad de aceite

que pasa por cada superficie bajo fricción, pero al dejar el motor en 4ta, las revoluciones siguen siendo 2.000, como en la recta antes de la subida, por

más que el esfuerzo del motor es mucho mayor en la subida y para mantener

buena lubricación se necesitarían más revoluciones en el motor…¿qué se

debería de hacer...bajarle un cambio o velocidad!. Se debe aumentar las

revoluciones para que la bomba de aceite pueda mandar más lubricante

sobre los componentes bajo mayor fricción!

Es más o menos así:· Si dejas la lubricación constante (al dejarlo en pocas revoluciones)

pero aumentas el esfuerzo del motor, aumentarás el desgaste. · Si aumentas el esfuerzo, entonces aumenta las revoluciones del

motor (bajándole un cambio de la caja de velocidades) para aumentar

la lubricación, ya que al levantar vueltas, aceleras la bomba de aceite! Esto es un ejemplo de lubricación hidrodinámica perdiendo efecto yconvirtiéndose en lubricación mezclada (de alto desgaste de componentes). Lobueno es que las subidas no son eternas , así que ningún motor trabaja encondiciones de lubricación mezclada 100% del tiempo, si no, no duraríamucho.



No voy a hacer distinciones entre los diferentes tipos de baleros, ya que unavez que el aceite llega a la condición de lubricación hidrodinámica se

convierte en el tercer elemento físico del balero, agarrado "en sandwich" entrelas superficies, impartiendo sus características a la ecuación de fricción dedeslice y fricción rotatoria; de hacerlo dificultaría entender las cosas aúnmás…

Lubricación Elasto-hidrodinámica

A medida que la presión o la carga se incrementan, la viscosidad del aceitetambién aumenta. Cuando el lubricante converge hacia la zona de contacto, lasdos superficies se deforman elásticamente debido a la presión del lubricante.En la zona de contacto, la presión hidrodinámica desarrollada en el lubricantecausa un incremento adicional en la viscosidad que es suficiente para separarlas superficies en el borde de ataque del área de contacto. Debido a esta alta

viscosidad y al corto tiempo requerido para que el lubricante atraviese la zonade contacto, hacen que el aceite no pueda escapar, y las superficiespermanecerán separadas.La carga tiene un pequeño efecto en el espesor de la capa, debido a que a estaspresiones, la capa de aceite es más rígida que las superficies metálicas. Por lotanto, el efecto principal de un incremento en la carga es deformar lassuperficies metálicas e incrementar el área de contacto, antes que disminuir elespesor de la capa de lubricante.



FACTORES QUE AFECTAN LA LUBRICACION

El desempeño de un lubricante se ve afectado por varios factores. Losprincipales en términos generales son:

1. Factores de operación:

Entre los factores de operación principales que afectan la lubricación tenemos:

a. La carga.b. La temperatura.c. La velocidad.d. Posibles contaminantes.

2. Factores de diseño:

Entre los factores de diseño se pueden considerar entre otros:

a. Materiales empleados en los elementos.

b. Textura y acabado de las superficies.c. Construcción de la máquina.d. Métodos de aplicación del lubricante.

TIPOS O SISTEMAS DE LUBRICACION

a. Manual.b. Centralizada o automática.

TIPOS DE LUBRICANTES

De acuerdo a su estado los lubricantes se pueden clasificar así:

1. Gaseoso (aire) 2. Líquidos (aceite) 3. Semi-sólidos (grasas) 4. Sólidos, Por ejemplo: (Bisulfuro de molibdeno, grafito, talco)



Se destacan por su mayor utilización en la industria los aceites y las grasas.

SEGÚN SU NATURALEZA LOS LUBRICANTES SE CLASIFICAN:

1. VEGETALES:

Extraídos de las plantas y frutos, poco usados en la lubricación industrial puescomparados con los lubricantes minerales quedan en gran desventaja en lo querespecta al poder lubricante. Se les da mayor utilización en los alimentos.Podemos citar entre otros: Los aceites de oliva, soya, maíz, coco, algodón,higuerilla, etc.

2. ANIMALES:

Son extraídos de la lana, de los huesos y tejidos adíposo de los animalesterrestres y marinos. También son poco usados en la lubricación industrial, seles utiliza en procesos industriales. Por ejemplo, en la fabricación de jabones.Entre los más conocidos citaremos: La lanolina, la manteca de cerdo, el aceitede ballena, etc.

3. MINERALES:

Los lubricantes minerales por sus características son los más utilizados en laindustria. Se pueden clasificar así:

a. Los derivados de los hidrocarburos, del petróleo, del carbón de piedra.b. Los lubricantes sólidos como; el bisulfuro de molibdeno, el grafito, el

tungsteno, el talco y otros.

ELABORACION DE LUBRICANTES A PARTIR DE CRUDOS DEPETROLEO

La palabra petróleo está formada por “Petra” piedra y “Oleum” aceite, esto esaceite de piedra y lo componen en su mayor porcentaje hidrocarburos,contienen además, en pequeños porcentajes oxígeno, nitrógeno, azufre, etc.



Se encuentra una gran variedad de petróleos crudos y se puede decir que noexisten en el mundo dos pozos que contengan petróleo crudo de igual

composición química, pero en forma general se han agrupado según la basepredominante, esto es:

Base parafínicaBase nafténica o asfálticaBase mixta (parafínica- nafténica)

Estructura Básica de los LubricantesLa mayoría de los lubricantes son derivados de hidratos de carbono

(hidrocarburos). Hay lubricantes basados en otras químicas, pero en generalson para usos muy especializados, donde lubricantes comunes no se puedenusar.La materia prima para lubricantes puede ser derivada de grasas y aceitesanimales, vegetales o aceites crudas (petróleo). Como verán, no he listado loslubricantes sintéticos por separado, ya que los lubricantes sintéticos sonbasados en las mismas materias primas. Increíble, no? Sigan leyendo…Sea el tipo de lubricante que sea, siempre se empieza con la “base”. La base seprepara con un proceso de refinado. El refinado es una especie de destilaciónde elementos componentes de la materia prima que son evaporados a distintas



temperaturas y condensados en distintos receptáculos. A este lubricante básicose le agregan aditivos antioxidantes y anticorrosivos.

Estos aditivos son absolutamente necesarios en todos los lubricantes base obásicos para brindar resistencia a la corrosión a los metales con los que ellubricante va a estar en contacto y resistencia a la oxidación para el lubricantemismo. La oxidación es muy común entre los aceites, y es fácilmentereconocida, por ejemplo, en la cocina de casa (la manteca y otras cosas quecontienen aceite y se ponen rancias). Todos los lubricantes base eventualmentese oxidan y se degradan. Esto es lo que hace que la grasa vieja se oscurezca yse endurezca. Los aditivos son importantísimos y esenciales para brindardurabilidad y consistencia a los lubricantes.Una vez que el lubricante base ha sido combinado con los dos aditivosmencionados anteriormente (anti-óxido y anti-corrosión), cosa que se haceinmediatamente después de refinarse, se la agrega un segundo “paquete” deaditivos. Este paquete provee a cada lubricante sus características. Lo que esinteresante saber es que la materia prima afecta la calidad final tanto comocada uno de los aditivos que integran la mezcla. Una materia prima de bajacalidad va a pasar los requerimientos legales para la venta, pero se va adegradar mucho más rápido que un lubricante hecho con los mismosaditivos pero con una mejor materia prima. A su vez, una buena materiaprima combinada con aditivos de baja calidad va a producir un

lubricante que no posee todo su “potencial”.

ACEITES LUBRICANTES

En la actualidad los aceites se derivan del petróleo. El petróleo crudo esesencialmente una mezcla de gasolina, kerosene, aceite combustible y diesel,fracciones lubricantes, asfalto y gas natural disuelto. Estos productos a su vezson mezclas a menudo de miles de compuestos diferentes, cada uno de loscuales hierve a una temperatura definida.

Para aplicaciones en las cuales las condiciones son extremadamente severas,los aceites de petróleo se refuerzan a menudo con la adición de ciertos agentesespeciales (aditivos).

La elección del lubricante adecuado es de suma importancia puesto que setienen numerosos puntos para considerar en vista del servicio que se debaprestar.



Si tomamos como referencia lo concerniente al coeficiente de fricción debeobservarse:

1. La viscosidad y hasta cierto punto que de sus propiedades depende lafacultad de un aceite para quedar entre dos superficies en movimiento.

2. Con el aumento de temperatura se reduce la viscosidad y viceversa.

3. Con una película completa de espesor constante crece la fricción líquida amedida que aumenta la velocidad del movimiento.

Para elegir en cada caso el lubricante adecuado se dispone de aceites depetróleo que varían en viscosidad, punto de ebullición, estabilidad química yotras características ya que todo lubricante debe:

1. Humedecer las superficies que necesitan lubricación.2. Poseer la viscosidad adecuada.3. No evaporarse excesivamente en el servicio.

4. No ser perjudicial a las sustancias con las que se pone en contacto y notener tendencia a formar goma, barniz, sedimento y otros materiales quepuedan estorbar su acción propia.

5. Poseer tal estabilidad contra las alteraciones químicas, que ninguna de laspropiedades mencionadas se haga insuficiente en el servicio.

El aceite lubricante o simplemente “aceite” es una compleja mezcla dehidrocarburos que representa una de las clasificaciones más importantes deproductos derivados de la refinación del petróleo crudo, encontrándose unagran variedad tanto de tipos como de grados.

Una de las propiedades más importantes y toda la historia de lalubricación gira alrededor de ella, es la viscosidad.

LA VISCOSIDAD de un fluido es su resistencia a fluir libremente. Fluidosespesos como la melaza tienen alta viscosidad porque no fluyen con rapidez.Fluidos delgados como el agua, fluyen rápidamente y tienen bajasviscosidades.



LA VISCOSIDAD

La viscosidad es la resistencia que opone el aceite a fluir libremente. Laviscosidad es una de las propiedades más importantes de un aceite lubricante.Es uno de los factores responsables de la formación de la capa de lubricación,bajo distintas condiciones de espesor de esta capa. La viscosidad afecta lageneración de calor en rodamientos, cilindros y engranajes debido a la friccióninterna del aceite. Esto afecta las propiedades sellantes del aceite y lavelocidad de su consumo. Determina la facilidad con la que las máquinas sepueden poner en funcionamiento a varias temperaturas, especialmente a lasbajas. La operación satisfactoria de una dada pieza de un equipo dependefundamentalmente del uso de un aceite con la viscosidad adecuada a lascondiciones de operación esperadas.

VISCOSIDAD DINAMICA



El concepto básico de la viscosidad se muestra en la figura, donde una placase mueve a una velocidad constante V sobre una capa de aceite. El aceite seadhiere a ambas caras de las placas, la móvil y la estacionaria. El aceite encontacto con la cara de la placa móvil viaja a la misma velocidad que ésta,mientras que el aceite en contacto con la placa estacionaria tiene velocidadnula. Entre ambas placas, se puede visualizar al aceite como si estuvieracompuesto por muchas capas, cada una de ellas siendo arrastrada por lasuperior a una fracción de la velocidad V, proporcional a su distancia de la

placa estacionaria. Una fuerza F debe ser aplicada a la placa móvil para vencera la fricción entre las capas fluidas. Dado que esta fricción esta relacionadacon la viscosidad, la fuerza necesaria para mover la placa es proporcional a laviscosidad. La viscosidad se puede determinar midiendo la fuerza necesariapara vencer la resistencia a la fricción del fluido en una capa de dimensionesconocidas. La viscosidad determinada de esta manera se llama dinámica oabsoluta.La viscosidad dinámica normalmente se expresa en poise (P) o centipoise (cP,donde 1 cP = 0,01 P), o en unidades del Sistema Internacional como pascales-segundo (Pa-s, donde 1 Pa-s = 10 P). La viscosidad dinámica, la cual es

función sólo de la fricción interna del fluido, es la cantidad usada másfrecuentemente en el diseño de cojinetes y el cálculo de flujo de aceites.

VISCOSIDAD CINEMATICA

Debido a que es más conveniente medir la viscosidad de manera tal que tengaen cuenta la densidad del aceite, para caracterizar a los lubricantesnormalmente se utiliza la viscosidad cinemática.



La viscosidad cinemática de un fluido es su viscosidad dinámica dividida porsu densidad, ambos medidos a la misma temperatura, y expresada en unidades

consistentes. Las unidades más comunes que se utilizan para expresar laviscosidad cinemática son: stokes (St) o centistokes (cSt, donde 1 cSt = 0,01St), o en unidades del SI como milímetros cuadrados por segundo (mm2 /s,donde 1 mm2 /s = 1 cSt).La viscosidad dinámica en centipoise se puede convertir en viscosidadcinemática en centistokes dividiéndola por la densidad del fluido en gramospor centímetro cúbico (g/cm3) a la misma temperatura. La viscosidadcinemática en milímetros cuadrados por segundo se puede convertir enviscosidad dinámica en pascal-segundos multiplicando por la densidad engramos por centímetro cúbico y dividiendo el resultado por 1000.

MEDICION DE LA VISCOSIDADLos procedimientos y el equipo para medir la viscosidad son numerosos.Algunos emplean los principios fundamentales de la mecánica de fluidos paratener la viscosidad en sus unidades básicas.

Viscómetro de tambor giratorio



VISCO ELITE



Modelo Gama de viscosidade Velocidades fixas

Visco Elite L 15 – 2.000.000 cP 0.3 – 200

Visco Elite R 100 – 13.000.000 cP 0.3 – 200 Visco Elite H 2 – 1.060.000 Poise 0.3 – 200

Se hace girar el tambor exterior a una velocidad angular constante, mientrasque el tambor interior se mantiene estacionario, el fluido que esta en contactocon el tambor giratorio tiene una velocidad lineal, conocida, mientras que elfluido que está en contacto con el tambor interior tiene una velocidad cero.

µ = τ/(∆υ / ∆y)

Viscómetro de tubo capilar

Lo constituyen dos recipientes conectados por un tubo largo de diámetropequeño.

(p1 – p2) D2

µ = 32 v L



Viscómetro estándar calibrados capilares de vidrio



Utilizados para medir la viscosidad cinemática de líquidos transparentes yopacos.

Viscosímetro capilar



Viscosímetros capilares automáticos y semiautomáticos

ViscoClock

Equipos de medida de la viscosidad capilar automáticos y semiautomáticos que facilitan este trabajo y con los que seobtienen valores de medida precisos y reproducibles.El ViscoClock es un medidor automático del tiempo de caída. Es unaalternativa al cronómetro que le ahorrará tiempo y dinero y conla que eliminará el error humano en el cronometraje.



Viscómetro de caída de bola

VISCO BALL



BOLA nº Gama medida ( mPa s)

1 0.6 a 10 2 7 a 130 3 30 a 700 4 200 a 4.800 5 1.500 a 45.000 6 > 7.500

Este funciona haciendo que una bola esférica caiga libremente a través delfluido y midiendo el tiempo requerido para que ésta recorra una distanciaconocida.

(ys – yf ) D2

µ = 18v

GRADOS DE VISCOSIDAD SAE

La Sociedad de Ingenieros automotrices (SAE) ha desarrollado un sistema devaloración en aceites para motor y lubricantes de engranajes y de ejes queindica la viscosidad de los aceites a temperaturas específicas. Los aceites quetienen el sufijo W deben tener viscosidades cinemáticas en los intervalosindicados a 100º C. Los aceites de multiviscosidad, como el SAE 10W – 30,deben cumplir con las normas en las condiciones de baja y de altatemperaturas.



La especificación de valores de viscosidad máxima a baja temperatura paraaceites está relacionada con la capacidad del aceite para fluir hacia las

superficies que necesitan lubricación, a las velocidades de motor que sealcanzan durante el inicio del funcionamiento a bajas temperaturas. Laviscosidad de bombeo indica la capacidad del aceite para fluir hacia la entradade la bomba de aceite de un motor.Las especificaciones del intervalo de viscosidades a altas temperaturas serelacionan con la capacidad del aceite de proporcionar una película de aceitesatisfactoria para llevar las cargas esperadas mientras no se tenga unaviscosidad excesivamente alta que pudiera aumentar la fricción y las pérdidasde energía generadas por las partes en movimiento.

Alta temperaturaBaja temperatura- Viscosidad dinámica

ViscosidadGrado de Condición de Condición de cinemática

viscosidad manivela* bombeo# a 100ºC (cSt)+

SAE (cP) Máx. a (ºC) (cP) Máx. a (ºC) Min. Máx.0W 3250 a -30 30000 a - 35 3.8 -5W 3500 a -25 30000 a -30 3.8 -

10W 3500 a -20 30000 a -25 4.1 -15W 3500 a -15 30000 a- 20 5.6 -20W 4500 a -10 30000 a- 15 5.6 -25W 6000 a -5 30000 a- 10 9.3 -20 -. - 5.6 <9.330 - - 9.3 <12.5

40 - - 12.5 <16.350 - - 16.3 <21.960 - - 21.9 <26.1



Grado deviscosidad

SAE

Temperatura máximapara viscosidad dinámica

de 15000 cP*(ºC)

Viscosidad cinemáticaa 100 ºC (cSt)*

Mín. Máx.70W -55 4.1 -75W -40 4.1 -80W -26 7.0 -85W -12 11.0 -90 - 13.5 <24.0

140 - 24.0 <41.0250 - 41.0 -

GRADOS DE VISCOSIDAD ISO

Los lubricantes que se utilizan en aplicaciones industriales deben estardisponibles en un amplio intervalo de viscosidades, para cumplir con lasnecesidades de maquinaria de producción, cojinetes, accionadores deengranajes, máquinas eléctricas, ventiladores y sopladores, sistemas depotencia de fluido, equipo móvil y muchos otros dispositivos. Los diseñadoresde tales sistemas deben asegurarse de que el lubricante puede soportar latemperatura a las que se le va a someter mientras desarrollan una capacidadsuficiente de traslado de peso. Por consiguiente se tiene necesidad de unaamplia variedad de viscosidades.

Para cumplir con tales requerimientos y seguir teniendo un cierto número deopiniones manejables y económicas, la Norma ASTM D2422, clasificaciónestándar de lubricantes fluidos industriales por sistema de viscosidad, defineun conjunto de 18 grados de viscosidad ISO. La designación estándar incluyeel prefijo ISO VG seguido por un número que representa la viscosidadnominal en cSt (mm2 /s) para una temperatura de 40ºC.



Viscosidad cinemática a 40ºC (cSt)o (mm2 /s)

Grado _________________________________________ISO VG Nominal Mínimo Máximo2 2.2 1.98 2.403 3.2 2.88 3.525 4.6 4.14 5.067 6.8 6.12 7.4810 10 9.00 11.015 15 13.5 16.522 22 19.8 24.2

32 32 28.8 35.246 46 41.4 50.668 68 61.2 74.8

100 100 90.0 110150 150 135 165220 220 198 242320 320 288 352460 460 414 506680 680 612 7481000 1000 900 11001500 1500 1350 1650



VISCOSIMETROS: Para medir la viscosidad utilizamos los viscosímetros.

A. VISCOSIMETRO Saybolt: S.S.U.



Nos da el tiempo en segundos en que tarda en pasar una muestra de 60 cm 3 deaceite a través de un orificio estándar y a una temperatura determinada la cualpuede ser 100ºF, 130ºF, 210ºF, (38ºC,54ºC,100ºC). A las unidades obtenidascon este viscosímetro se les denomina segundos.

Saybolt universal (S.S.U). Empleado en los E.E.U.U.

Por ejemplo: El aceite hidráulico NUTO 32 de la ESSO, tiene una viscosidad

de 147 S.U a 100ºF y una viscosidad de 43 S.S.U a 210ºF.

Entre mayor sea el S.S.U mayor será su viscosidad.

B. VISCOSIMETRO Engler: ( grados Engler ºE)

Usado en Europa, excepto Inglaterra. Es la relación que resulta de dividir eltiempo de derrame de 200 cm3 de aceite a la temperatura que se deseecomprobar la viscosidad y el de igual cantidad de agua a 20ºC (50 a 52 seg)también las temperaturas de 50ºC y 100ºC.



C. VISCOSIMETRO Redwood: (segundo Redwood)

Utilizado en Inglaterra y corresponde al tiempo de derrame de 50 cm

3

deaceite. La referencia de temperatura del aceite es de 100ºF, 130ºF y 210ºF.

CARACTERISTIAS DE LOS LUBRICANTES

1. VISCOSIDAD:

La característica más importante de los aceites.

2. INDICE DE VISCOSIDAD: I.V.

E índice de viscosidad es el valor que indica la variación de la viscosidad deun aceite frente a la acción de la temperatura. Para hallar el índice deviscosidad se compara la variación de viscosidad que ha sufrido un aceite ados temperaturas distintas y fijas, casi siempre 100ºF (38ºC) y 210ºF (99ºC)

Se ha establecido una escala convencional que va de 0 a 100, donde los aceitesque tiendan a 0 representan los de mayor variación y son poco estables y loscercanos a 100 son los más estables.

Se han logrado por medio de aditivos, índices de viscosidad superiores a 100 yse consideran estos aceites como inafectables por la temperatura. Para usoautomotriz se deben utilizar I.V. superiores a 85.

3. UNTUOSIDAD:

Se entiende por untuosidad la adherencia del aceite a las superficies a lubricar.Es una propiedad de acción física, la cual, aunque siempre es de interés, tienesu máximo exponente en la lubricación de motores de vehículos y de cojinetessometidos a frecuentes paradas y arrancadas.



4. DENSIDAD: (Gravedad específica)

Densidad es la relación existente entre el peso de un volumen determinado deuna sustancia y el del agua destilada a 4ºC. En los aceites lubricantes estarelación es menor a la unidad (0,855 a 0,934), lo cual nos indica que sonmenos pesados que el agua, razón por la que flotan en ella. La densidad de losaceites se da a la temperatura de 15,5ºC.

5. PUNTOS DE FLUIDEAZ Y CONGELACION:

El punto de fluidez es aquella constante que indica cuál es la mínima

temperatura a la que fluye el aceite por los circuitos de lubricación, es decir elaceite a bajas temperaturas se va volviendo más viscoso, hasta que llega elmomento en que deja de fluir. Esta característica se debe tener en cuentaprincipalmente en aceites que van a lubricar mecanismos que trabajan a bajastemperaturas, por ejemplo máquinas frigoríficas.

Si se continúa enfriando el aceite, casi inmediatamente se produce lacongelación total, punto éste que se conoce como congelación.

6. PUNTO DE INFLAMACION Y COMBUSTION:

El punto de inflamación de un aceite lo determina la temperatura mínima a lacual los vapores desprendidos por un aceite se inflaman en presencia de unallama o chispa que va saltando casi de un modo continuo.

El punto de inflamación tiene una importancia vital en aquellos mecanismosdonde el aceite trabaja a elevadas temperaturas; por ejemplo, motores de

combustión interna en los que se requieren puntos de inflamación superiores a215ºC. En cambio para lugares donde la temperatura sea la ambiental oligeramente superior, esta característica no tiene interés alguno, ya que todoslos aceites superan en mucho a dicha temperatura.

Si se prosigue calentando el aceite al llegar a una temperatura de 20º o 30ºCsuperior al punto de inflamación, los vapores desprendidos ya no ardenmomentáneamente, sino de un modo continuado; este fenómeno se conocecon el nombre de punto de combustión.



7. ACIDEZ:

Es el porcentaje de ácidos libres que un aceite contiene. Dichos ácidos siempreson perjudiciales tanto para el lubricante como para los metales con los queestán en contacto. No es aceptable un aceite que arroje un porcentaje de acidezsuperior al 0,25%.

Una de las formas de definir la acidez o alcalinidad de una materia es por laescala PH que va numerada desde 0 hasta 14, 14; en esta escala hay un puntointermedio de 7,07 que corresponde al agua destilada, o sea, el neutro.

De este punto neutro hacia abajo se encuentran los ácidos a menor numero depH, más concentración ácida y los pH superiores indican los alcalinos, amayor número de pH, más elevada concentración alcalina.

Materias con un pH de 0,5 o 1 son los ácidos enérgicos como el sulfúrico,nítrico, clorhídrico, fosfórico, fluorhídrico.

Materias con un pH de 13,5 o 14 son soluciones alcalinas del estilo de la sosao potasa cáustica.

8. INDICE DE ACIDEZ:

Entiéndese por número o índice de acidez el número de miligramos de potasacáustica (K 0H) necesarios para neutralizar la acidez libre de un gramo degrasa o aceite.

9. PORCENTAJE EN CENIZAS:

Las impurezas (ceniza y azufre) siempre son indeseables en los aceites. En lamayor parte de los casos, proceden de los alcalis utilizados en la refinación yque no han sido después completamente eliminados, o bien provienen dedesprendimiento de impurezas o costras de los conductos por los que atraviesadurante todo el ciclo.

Los aceites con porcentajes de cenizas superiores a un 0,02% no sonrecomendables para lugares finamente ajustados y revolucionados.



10. RESIDUO CARBONOSO

El residuo carbonoso es la tendencia a la formación de carbón en los aceitesque han de trabajar n lugares que, por su alta temperatura se queman.

Los porcentajes de carbón admisibles en los aceites lubricantes son de 0.1hasta 0.9%.

TIPOS DE ACEITE

Los aceites lubricantes derivados del petróleo están clasificados en unavariedad muy amplia, de acuerdo con el servicio al que se han de aplicar.

Algunos de ellos, se destinan virtualmente a usos especiales, mientras queotros pueden emplearse con éxito en una variedad tan extensa de maquinaria,que se convierten en productos de aplicación múltiple.

Nos interesa conocer básicamente lo relativo a las clasificaciones siguientes.

•

Aceites para sistemas de circulación.• Aceites para engranajes.• Aceites para maquinaria o para motores.• Aceites para husillos.• Aceites para refrigeración.• Aceites para cilindros de máquinas a vapor.• Aceites circulatorios

Probablemente son estos los lubricantes de más alta calidad que se puedenobtener en la actualidad.

• Aceites para lubricación de turbinas de vapor.• Aceites para usos hidráulicos.• Aceites para sistemas circulatorios en trenes de laminación.• Aceites para sistemas circulatorios para maquinaria papelera.• Aceites para servicio pesado, motores de combustión interna.



ELECCION DE UN ACEITE LUBRICANTE EN CUANTO A LAVISCOSIDAD

Los factores que afectan fundamentalmente la lubricación con un aceite encuanto a su viscosidad son:

1. VELOCIDAD:

La velocidad tiende a producir la cuña de aceite que protege los mecanismos,es decir siempre que la velocidad sea ELEVADA hay una mejor facilidad paraformarse la cuña de aceite y por lo tanto usamos un aceite ligero (de baja

viscosidad). Además existe un menor fricción fluida (la que se forma entrepelículas) y una menor pérdida de potencia.

Por el contrario, cuando la velocidad es baja, la deficiencia en la formación dela cuña de aceite debe ser suplida mediante un aceite más viscoso, es decir quepresente dificultad para romperse la película de aceite.

2. CARGA O PRESION:

Cuando existe una carga pesada, esta tiende a unir las dos superficies enmovimiento. Una mayor viscosidad del lubricante soportará mejor la acciónde esa carga pesada. Por el contrario si se trata de un cojinete pequeño, quelleva una carga muy pequeña, será indispensable un aceite de baja viscosidad,para permitir el libre movimiento de las partes y menor pérdida de potenciapor fricción fluida.

3. TEMPERATURA:

La temperatura influye directamente modificando la viscosidad de los aceites.Todo lubricante al ser calentado sufre una disminución de viscosidad, elenfriamiento produce el efecto contrario.

Al seleccionar un lubricante deberá tenerse en cuenta la temperatura ambienteo de operación; si el ambiente es caliente, se deberá emplear un aceite muyviscoso. Inversamente, si se va a trabajar en ambientes fríos deberá lubricarsecon aceites de baja viscosidad.



GRASAS LUBRICANTES

Las grasas lubricantes son aceites minerales espesados con jabones. El jabónactúa como base o soporte del aceite.

Tanto las propiedades de la base como del aceite lubricante, así como lasproporciones de cada uno de estos componentes, proporcionan lascaracterísticas físico-químicas que son las que determinan el uso yaplicaciones de cada tipo.

CARACTERISTICAS DE LAS GRASAS

Las principales características de las grasas son:

1. CONSISTENCIA:

Es el grado de dureza o resistencia a la penetración. Generalmente depende delos elementos que la componen, de la cantidad, y del proceso de elaboración.La consistencia se mide con el Penetrómetro.

El ensayo se reduce a dejar el Penetrómetro sobre la superficie de la grasa, sinmás fuerza que la de su propio peso y durante 25 seg. Se observa en lacarátula lo que ha penetrado en décimas de milímetro. Esta prueba se realiza auna temperatura estándar de 25ºC.

El peso del Penetrómetro es de 150 gramos de peso.

La A.S.T.M (American Society Testing Materials) Sociedad Americana paraprueba de Materiales, y la NLGI (National Lubricating Grease Institute)Instituto Nacional de Grasas, determinan la penetración en el siguiente cuadro:



2. ESTABILIDAD:

La estabilidad de una grasa es la constante que determina el comportamientodel producto en lo referente a la separación del jabón y del aceite ante lasduras agresiones de temperatura, velocidad y presión, que deben soportardurante su trabajo o bien durante el almacenamiento prolongado.

El fenómeno de no estabilidad se aprecia por la formación de una capasuperficial de aceite líquido sobre la masa total de la grasa. Son poco estables

las grasas a base de calcio.

3. REVERSIBILIDAD:

Se entiende por reversibilidad en una grasa la propiedad de recuperar suestructura primitiva una vez separados el aceite y el jabón por acción de suelevada temperatura y velocidad. Es casi una propiedad imprescindible en lasgrasas destinadas a la lubricación de rodamientos.



4. PUNTO DE FUSION Y DE GOTA:

Es la temperatura en la cual una grasa deja de compenetrarse como tal y setransforma en un aceite y un jabón ambos por separado. Si se prosiguecalentando la fluodificación se irá incrementando hasta que se desprenda unagota.

5. ADHERENCIA O PEGAJOSIDAD:

La adherencia o pegajosidad de una grasa la determina casi exclusivamente laclase de jabón empleado. Las grasas fibras presentan mayor adherencia que las

mantequillosas.

Esta propiedad es importante cuando se trata de engrasar sistemas muyrevolucionados (giratorios).

OTRAS GRASAS

También existen otras clases de grasas que no son las de aceites mineralesespesados con jabones. Citaremos entre ellas:

A. Grasas fabricadas con lubricantes sintéticos espesados con jabones, oaceites de siliconas

B. Grasas fabricadas con lubricantes espesados, no con jabones sino conarcillas coloidales (Bentone).

C. Grasas fabricadas con bisulfuro de molibdeno, grafito, etc.

El empleo de las grasas a base de siliconas va extendiéndose rápidamente a

pesar de su menor capacidad lubricante con respecto a las de aceitesminerales y de su precio muchísimo más elevado, por su perfectocomportamiento ante la temperatura, la cual no le afecta hasta pasados los200ºC.

Además, una de las propiedades más interesantes de este tipo de grasas es lagran diferencia en pérdida de peso con las normales ante un mismo ataquetérmico.



En las grasas de muy buena calidad elaboradas a base de aceites minerales, lapérdida de peso experimentado al exponerlas a una temperatura de 65ºC

durante cuarenta horas, es de un 35 a un 40% mientras que la mismaexperiencia realizada con las de siliconas da un valor oscilante alrededor del4%.

SELECCIÓN DE LUBRICANTES

ACEITE CONTRA GRASAS:

El uso de uno u otro dependerá más o menos, del diseño del cojinete, de las

condiciones de trabajo y del tipo de máquina que se va a lubricar.

VENTAJAS DE LAS GRASAS

1. La frecuencia de lubricación es usualmente menor cuando se usa grasa quecuando se usa aceite. Esto hace a la grasa ideal para puntos de lubricaciónde difícil acceso.

2. La grasa es menos propensa a derramarse del alojamiento de un cojinete,por su naturaleza plástica, especialmente en lugares poco cubiertos.

3. Usualmente se necesita menos grasa para la buena lubricación de uncojinete que la que se necesitaría en el caso de usarse aceite.

4. La grasa actúa como un sello contra el polvo, la suciedad y el agua.

VENTAJAS DE LOS ACEITES:

1. El aceite se adapta más a todas las partes de una máquina, como cojinetesengranajes y correderas.

2.

El aceite es más fácil de manipular en el vaciado y llenado de cárteres odepósitos cerrados. Por ejemplo: Caja de velocidades.

3. Es más fácil controlar la cantidad correcta de lubricante en un cojinetecuando se utiliza aceite.

4. El aceite es más adecuado para una escala amplia de temperatura ycondiciones de operación. Si debido a las altas temperaturas de operaciónse requiere el enfriamiento del aceite podemos usar un sistema circulatoriode aceite, o serpentines de enfriamiento.

5. Los aceites ofrecen una escala más amplia de viscosidad a elegir para uncampo más amplio de velocidades y cargas a soportar que con las grasas.



6. Es posible un campo más amplio de elección de métodos de aplicación conel aceite que con las grasas.

En la siguiente grafica se indica la cantidad de aceite o grasa a suministrarcuando se trata de lubricar rodamientos.Cuando se utiliza aceite, el nivel del aceite debe llegar hasta la mitad delrodillo o bola mas baja.Si se utiliza grasa se aplica una cantidad aproximada de ¼ a 1/3 del volumende la cavidad disponible.

LUBRICANTES SOLIDOS

En muchas aplicaciones no se pueden utilizar grasas o aceites, ya sea por ladificultad de aplicarlos, por problemas de sellado o por condicionesambientales desfavorables. Por lo tanto, ha sido necesario desarrollar unaserie de lubricantes sólidos de baja fricción, tal como el Bisulfuro deMolibdeno (Mo S2), que previenen el desgaste y que mantienen una películamás o menos permanente enlazada a las superficies metálicas.

Son utilizados como lubricantes sólidos, entre otros, el Bisulfuro deMolibdeno, el grafito, bentonitas, el talco, greda (con base silicosa), óxido de

Zinc (Zn O2) y otros.

GRAFITO:

El grafito coloidal de horno elétrico, se ha venido utilizando por su granuntuosidad, para resolver problemas de lubricación que sin él se considerabaninsalvables, tal como la lubricación seca a temperaturas extremas, separaciónde moldes, etc.



El grafito tiene gran dispersabilidad en un gran número de líquidos, una altaresistencia a la oxidación a elevadas temperaturas, es inatacable por ácidos y

alcalinos y tiene idéntica polaridad en todas las partículas cargadaseléctricamente.

Además no se dilata por el calor, es adhesivo a las superficies metálicas y esbuen conductor del calor y de la electricidad. El grafito puede ser natural oartificial. Cuando se utilice el grafito en dispersiones debe tenerse en cuenta,hacerlo con un criterio autorizado o consultar a la casa suministradora paraque ella instruya convenientemente, pues aquí, más que en cualquier otramodalidad de lubricación, los errores pueden ser muy perjudiciales, ya que elmedio dispersante a utilizar varía considerablemente.

Tales dispersores generalmente son el agua destilada, el aceite mineral, elaceite de recino, los lubricantes y resinas sintéticas, naftas, octano, eptano,etc., añadiéndoseles el grafito, en diferentes proporciones.

BISULFURO DE MOLIBDENO:

El bisulfuro de molibdeno como lubricante se viene utilizando desde el año

1950, en el que se descubrió que reunía muchas de las cualidades dellubricante ideal.

El bisulfuro de molibdeno es resistente al ataque de muchos ácidos, es atacadopor el agua regia, ácido clorhídrico hirviente (CIH). No es magnético, es semi-aislante.

El lubricante seco solamente se utiliza con resultados satisfactorios cuando,por razones de extremas temperaturas, altas o bajas, no pueden mantenersepelículas líquidas y en atmósferas polvorientas, donde las películas líquida no

resultan convenientes, así como en mecanismos de altísima precisión cuyaspiezas están montadas sin juego, o donde haya peligro de deterioro depelículas líquidas que pudieran alterar movimientos en aparatos ultrasensibles.

Sin embargo, sus mejores resultados, tanto técnicos como comerciales los dacuando trabaja disuelto por una serie de solventes específicos para cada clasede trabajo a desempeñar.



Estos productos los cuales se ha aditivado el bisulfuro de molibdenogeneralmente son: Fluidos minerales, aceites sintéticos, siliconas, grasas,

consistentes de litio, resinas sintéticas, disolventes orgánicos y resinastermoplásticas.

Las condiciones y características que lo distinguen de los aceites lubricantesconvencionales, son las siguientes:

1. Adherencia tenaz.2. Aumento de la capacidad de carga.3. Disminución del desgaste.4. Protección en el arranque en frío.5. Disminución de temperaturas operacionales.6. Absorción de impactos y vibraciones.

APLICACIONES DEL BISULFURO DE MOLIBDENO

Entre las aplicaciones donde el bisulfuro de molibdeno se considera superior acualquier otro lubricante, pueden citarse:

1. Cojinetes plásticos.

2. Ambientales polvorientos y abrasivos.

3. Estirado de alambres, perfiles y tubos en siderúrgica.

4. Uniones roscadas, válvulas y husillos en aparatos de oxígeno y nitrógenolíquido.

5. Como lubricante en el vacío.

6. Aditivo o grasa como solución de severos problemas de desgastes en partesvitales de aviones y ferrocarriles.

7. Ventiladores expuestos a altas temperaturas, empaquetaduras de asbesto detubos, puestas de caldera, industrias cementeras en especial.



8. Montaje en general de trituradores de piedras, molinos, prensas, rodillos detractores, chumaceras, engranajes, pernos, tuercas, sin- fines, pasadores,

bombas, ejes, turbinas.

9. Industrias pesadas o livianas donde existan problemas de fuertes cargas,extrema temperatura, ambientes corrosivos y severos desgastes.

10. Cojinetes de laminadores.

TABLA LUBRICANTES SOLIDOS

PRODUCTOS CUALIDADES Y ADAPTABILIDADCARACTERISTICAS DEL SERVICIO DE

LUBRICACION

BENTONITAS Se producen por la reacción Efectiva en combinaciónde hidrosilicato de magnesio con grasa derivadas delaluminio o barro bentonítico petróleo. Se preparancon una sal amoniacal. mediante un proceso deSus características son: gelatinización. No seEstabilidad a temperaturas emplea jabón. Es muyaltas, resistencia al agua; no se adecuada para servicio alicúan. temperaturas altas y

contenido de aguaexcesivo.

GREDA Con base silicosa división Puede aplicarse seca o(O arcilla de Betan) fina. mezclada con agua, aceite

ligero o grasa. Es efectivapara retardar la corrosiónfricción. Resistente a altastemperaturas hasta deunos 700ºF.



GRAFITO Extraído del coque o del Puede emplearse seco o

carbón de antracita. Molido mezclado con aceite ohasta obtener grafito coloidal grasa. Su inercia químicautilizable en la lubricación. lo capacita para trabajarSu naturaleza escamosa en en donde se requiere unaforma de laminillas agrupadas alta estabilidad térmica.una sobre la otra, produce el La temperatura máximaefecto lubricante al deslizarse a la que se puede usar esestas laminillas una sobre otras aproximadamentedurante el movimiento. 1.500ºF.

BISULFURO DE Estable en altas temperaturas. Es efectivo para reducirMOLIBDENO Tiene buena tenacidad la fricción en altas velo-

superficial. Su coeficiente de cidades de deslizamiento.fricción es bajo. Puede ser mezclado con

algún solvente para apli-carlo a las partes que hande ser lubricadas. Paralos mejores resultados deun lubricante quimica-mente activo de este tipo,las superficies del metaldeben mantenerse limpias

MICA Un mineral natural que es puede usarse igual que elfinamente pulverizado. talco, como material de

pulimiento para obtenersuperficies de acabado fi-no en partes de máquinas.Algunas veces se agregana ciertos lubricantes comomaterial de relleno o paraaumentar la viscosidad.

TALCO Esteatita pulverizada Se usa como material depulimiento para el acaba-do de superficies en partesde máquinas.

OXIDO DE ZINC De color blanco. Partículas Se emplea como un ele- (ZnO2) muy pequeñas de polvo no mento componente en el

requiere molienda. Tiene un aceite mineral que se usa



coeficiente de fricción baja. en la lubricación de partesen donde se manejanproductos expuestos adescomposición como sonel manejo y manufacturade productos alimenticiosy carnes.

ADITIVOS:

Los lubricantes modernos contienen cada vez y más frecuentemente pequeñascantidades de sustancias químicas llamadas aditivos, entre los cualespodemos mencionar: Aditivos para elevar el índice de viscosidad, aumentar laresistencia a la oxidación, dar propiedades detergentes, incrementar laresistencia de la película lubricante, dar productos de extrema presión,cambiar el color, bajar el punto de congelación etc. Son elaboradosnormalmente para llenar ciertos requerimientos de lubricación, en general sonmás caros que los aceites minerales puros y no se justifica su uso salvo que lascondiciones de operación sean tales que requieran el uso de estos aditivos.

IMPOTANTE:

Por ser los aditivos compuestos químicos pueden producir efectosadversos, que deben conocerlos quien los vaya a utilizar, sudesconocimiento uede llegar a causar daños graves en los mecanismos oen el lubricante.

Si se tiene en su uso conviene consultar el servicio técnico de la casa quedistribuye los aditivos.

CLASES DE ADITIVOS:

Los aditivos pueden dividirse en dos grandes grupos, según los efectos queproducen.



1. Inhibidores:

Destinados a retardar la degradación del aceite, actuando como detergente,dispersante, antioxidantes y anticorrosivos.

2. Aditivos mejoradores:

De las cualidades básicas físicas, con acción sobre el índice de viscosidad, elpunto mínimo de fluidez, el poder antiespumante, la untuosidad, la extremapresión y la rigidez dieléctrica, aumento del punto de inflamación y reduccióndel pùnto de congelación entre otras.

Lo anterior significa que para conseguir cada cualidad sea preciso adicionar eladitivo correspondiente, ya que en el mercado existen productos que puedenproporcionar varias ventajas simultáneamente.

Nunca es recomendable adicionar a un mismo tiempo un aceite con variosaditivos, a no ser que la casa fabricante lo recomiende, evitándose ademásmezclar aditivos de diferentes casas fabricantes.

EJEMPLOS DE ADITIVOS USADOS EN EL PETRÓLEO COMBUSTIBLERESIDUAL:

TIPO ADITIVO COMPOSICIÓN MOTIVOS PARA USOQUÍMICA

Inhibidor de corrosión. Naftenatos metálicos. Reduce corrosión y formaciónde depósitos.

Dispersante. Naftenatos de alquil. Para dispersar el lodo.

Agente superficial activo. Jabones de amoniaco. Suspende el agua en el aceite.

Agente anti-escorificador. Oxidos metálicos. Limpia paredes, hornos yturbinas.

Mejorador de combustión. Acetilos metálicos. Cataliza la combustión.



EJEMPLOS DE ADITIVOS USADOS EN LAS GRASAS LUBRICANTES

TIPO ADITIVO COMPOSICIÓN OBJETOQUÍMICA

Agente espesador. Jabones metálicos. Retiene fluidos por absorción

Materiales de relleno. Oxidos metálicos. Aumenta volumen de la grasa

Inhibidor de oxidación. Fenil-beta-naftilamino. Impide la oxidación.Desactivador metálico. Mercaptobenzotiazolo. Impide efectos catalíticos de

metales.

Inhibidor de corrosión. Sulfonato de amoniaco Suspende la corrosión.dionil naftaleno.

Agente antidesgaste. Bisulfuro de dibensilo. Reduce desgaste.

Agente contra presiones Caras clorinadas Reduce fricción.

extremas. Naftenato de plomo.

Mejorador de punto Jabones grasos. Aumenta el punto de goteo.de goteo.

Estabilizador. Esteres de ácidos grasos. Aumenta temperatura parael uso.

Agente espesador. Polibutilenos. Suministra adhesividad ensuperficies metálicas.



EJEMPLOS DE ADITIVOS USADOS EN ACEITES LUBRICANTES

TIPO ADITIVO COMPOSICIÓN OBJETOQUÍMICA

Mejorar índice de viscosidad. Polímeros de metacrilatos. Reduce actividad enel cambio de visco-sidad con la

temperatura.

Deprimento punto de fluidez. Naftalena alquilatada. Reduce el punto defluidez del aceite.

Detergente dispersante. Productos de alguil P2 S5 Conserva los inso-sulfonatos de metal, lubles en suspensión,

alquilpoliámido, fenolatos de mantiene limpieza.aquil metálico.

Inhibidor de oxidación. Diaquilditiofosfato de Zinc. Demora la oxidaciónen aceites.

Inhibidor de herrumbre. Alquilaminos. Impide herrumbre enmetales ferrososadhesión.

Inhibidor de corrosión. Sulfonatos básicos de Impide ataque demetales. materiales ácidos a

metal.

Agente contra presiones Olefinos sulfurados. Impide se adhieranextremas. Parafinas clorinadas. las superficies

metálicas.

Inhibidor de espuma. Polimero de silixón. Reduce tendencia aformar espuma.

Agente anti rayado y Sales metálicas de fosfato Sumisnistra pulidoantidesgaste. de aquil ácido. químico y reduce

desgaste.



APLICACIÓN DE LOS LUBRICANTES

Daremos una idea de cómo se aplican los lubricantes en los diferentes órganoso partes de mecanismos que están en movimiento y cómo funciona cadamétodo.

Aplicaciones de los aceites

a. Lubricación por goteo.

Consiste en un recipiente de forma de botella invertido, con su cuelloroscado para mantenerlo encima de órgano que se va a lubricar.

Un árbol metálico o émbolo alimenta el aceite del recipiente al eje que vaa lubricar.

Una precaución que se debe tener con este sistema es la de no llenarcompletamente la botella de aceite. Una botella llena no contiene aire quehaga bajar el aceite.

Como se ve en la figura, este sistema de lubricación se usa únicamentepara soportes horizontales. Tampoco se usa para lubricar órganosexpuestos a altas temperaturas y altas velocidades.



Este sistema es apto para órganos que necesitan poca lubricación y paratransmisiones situadas en lo alto, de difícil alcance para la relubricación.

b. Lubricación con mecha.

Este sistema de lubricación aplicación aplica el principio de la capilaridadde un material poroso tal como el cordón de tela o estopa.

Funcionamiento:

El aceite es absorbido por la mecha y ésta lo deposita en el órgano que sequiere lubricar. Un extremo de la mecha está sumergido en el aceite, quetambién se encuentra en un fracaso invertido, y la otra se pone en contactocon el órgano en movimiento, que va a lubricar.

La cantidad de aceite se regula hallando el numero de mechas y variandola altura entre el nivel de aceite en el recipiente y el extremo opuesto de lamecha.

Cuando el mecanismo a lubricar se para, el flujo de aceite también debedetenerse para prevenir excesiva lubricación y desperdicio de lubricante.



Para detener el flujo de aceite se saca el extremo superior de la mecha delaceite. Sin embargo el aceite seguirá fluyendo hasta que la mecha se

seque.

Es importante conocer el tipo de mecha adecuada. La mecha de estopa esmejor que la de algodón.

c. Lubricación alimentada por goteo.

Un suministrador de lubricante de alimentación a la vista estándar paraser utilizado en aplicaciones en las que la bancada a ser aceitada está a



presión atmosférica. Nótese que el orificio para el llenado con aceite esuna simple pieza de metal que se desliza hacia la abertura.

Un suministrador de lubricante de alimentación a la vista estándar paraser utilizado en aplicaciones en las que la bancada a ser aceitada está a presión atmosférica. Nótese que el orificio para el llenado con aceite es

una simple pieza de metal que se desliza hacia la abertura.

Este sistema de lubricación es muy usado en todos los tipos de maquinariapara lubricar engranajes, ejes, cadenas, etc.

En la lubricación por goteo el flujo se regula por medio de una válvula deaguja graduable. Una palanquita situada encima del recipiente permiteponer en marcha la lubricación o detenerla.

La porción transparente en la base de la aceitera permite un chequeo visualdel flujo de aceite en el mecanismo a lubricar.

El flujo debe chequearse después del servicio para estar seguro de que semantiene el suministro adecuado.

La lubricación por goteo tiene algunas desventajas:

1. La cantidad de aceite suministrado varía con el nivel de aceite y con latemperatura de éste en el recipiente.



2. La regulación de la válvula de aguja puede alterarse incluso obstruirse acausa de partículas extrañas.

3. La lubricación por goteo requiere considerable atención en el llenado yregulación del flujo de aceite.

El tornillo de regulación de suministro de aceite ha sido desenroscado,dejando al descubierto la parte superior del eje de la válvula de agujas principal y del resorte. El resorte mantiene la tensión sobre el eje de laválvula de agujas realizando un movimiento hacia abajo cuando el suministrador se apaga. También sirve para sostener al eje firmementecuando el mismo es levantado de su asiento durante la operación. El ajuste del tornillo determina la abertura de la válvula de agujas y por lotanto la cantidad de aceite que se puede escapar.

El tornillo de regulación de suministro de aceite y el eje se muestran enuna posición de funcionamiento normal. La palanca de bronce en la parte superior está hacia arriba, como se ve, para levantar el eje y permitir el paso de aceite a través de la abertura de la válvula de agujassituada en la parte de abajo del depósito. Cuando la palanca se gira a



90 grados, el eje baja y la válvula cierra el paso de aceite. Se agrega unbrazo a esta palanca entre los trinquetes que apuntan a la izquierda el cual se sostiene con un pasador de chaveta. Este tipo de palanca se usóen el Oldsmobile modelo Tablero Curvo y en el Reo monocilíndrico. Losdistintos fabricantes utilizaron muchos tipos de palancas.

Aquí se muestran juntos los dos tipos diferentes de suministradores delubricante de alimentación a la vista sin el tubo del depósito de vidrio. El tubo ecualizador se ve claramente en el suministrador de la izquierda.

La parte inferior de un suministrador de alimentación a la vista muestrael tapón que sostiene a la bola de la válvula de control en su lugar.

Este tapón especial se atornilla en el lugar y permite cierta regulacióncon respecto a la cantidad de movimiento que la bola tiene en el interior del área de la válvula.

Otro diseño utiliza un cable simple, colocado de forma transversal en la parte inferior, para evitar que la bola se caiga. En todos los casos la presión en el cárter “sopla” a la bola hacia arriba para sellar la abertura.



Cuando la presión cae, la bola cae, (abriendo el pasaje) permitiendo queel aceite corra.

Nótese que la bola sella sólo cuando es empujada hacia arriba. Cuandola bola cae, el asiento de abajo tiene unos cortes en muescas para evitar que la bola impida el pasaje de aceite. El diseño de frenado con cable, por su configuración natural, no permite que la bola selle la salida.

Un vistazo de los componentes de la válvula de control del suministrador de lubricante de alimentación a la vista. La bola de acero, en estesuministrador de un Oldsmobile monocilíndrico, tiene un diámetro de¼”. La abertura, en la que se encuentra la bola, tiene un diámetro de3/8”. La bola se puede mover hacia abajo y hacia arribaaproximadamente un cuarto de pulgada, lo cual significa que la aberturaentre el asiento de la parte superior de la bola y el descanso en la basees de aprox. una pulgada y media. Bolas de diferentes diámetrosrequerirán más o menos espacio para el movimiento vertical. Lacantidad exacta de movimiento no es un punto esencial.

El “asiento” a rosca de la derecha tiene una ranura que lo atraviesa (novisible) para permitir el paso de aceite cuando la bola descansa contraél.



Ilustración de catálogo del corte de una válvula de control comercial. Es

de un folleto de la Essex Lubricator Company (Compañía deSuministradores de Lubricante Essex) de 1922

La terminación “tubular” del suministrador de lubricante de alimentacióna la vista con su ventana de vidrio para observar el ritmo del aceite quegotea

Se muestra claramente una vista lateral del tapón a rosca de la parteinferior

La válvula de control de alimentación de aceite Maxwell, que se muestradesarmada, está situada en las cabezas de los cilindros



Cuerpo

Pasaje de aceite hacia la cámara dela válvula de control.

Filetes de rosca en el tuboLa bola de verificación de ¼” dediámetro se puede mover hasta ¼”

Hacer un orificio de 3/16” e insertaruna espiga

Cable para mantener la bola en labase. Típico el cable de 3/16”.Orificio perforado hasta aprox. 3/8”.

Un boceto para mostrar cómo se puede agregar una válvula de control ala parte inferior de un alimentador.

d. Lubricación por anillo.

Este sistema consiste en que uno o mas anillos giran alrededor del árbol alubricar, de diámetro muy superior al eje, al tiempo que pasa por eldeposito de aceite, situado debajo del árbol.



El árbol tiene en su periferia una ranura sobre la cual el anillo se aloja ygira.

Como el anillo rota este arrastra el aceite del recipiente. El aceite sedeposita en la parte alta del eje, repartiéndose por toda la superficie.

USOS:

Se usa el sistema de anillos en ejes horizontales, como líneas detransmisión, motores eléctricos y generadores, pequeñas turbinas de vapor,máquina de vapor, en chumaceras de compresores de aire y en maquinas

de refrigeración.

VENTAJAS:

La ventaja particular de este sistema de lubricación es la de suministrarautomáticamente una gran cantidad de aceite al árbol de rotación. Estomientras halla suficiente lubricante en el deposito y mientras el anillo oanillos puedan girar libremente y distribuir el aceite al eje.

El numero de anillos depende del tamaño del soporte. La lubricación poranillos, no se puede usar en ejes que van a alta velocidad, porque el anillopodría patinar y no arrastrar buena cantidad de aceite produciendo unamala lubricación.

e. Lubricación por cadena.



Es una adaptación de la lubricación por anillo; en este caso se usa una cadenaque reemplaza los anillos.

La flexibilidad de la cadena le permite tener mayor superficie de contacto conel eje que va a lubricar. En consecuencia la cadena suministrada más cantidadde aceite a bajas velocidades.

Recomendaciones:

Periódicamente debe chequearse el nivel del aceite del cojinete donde estánalojados los anillos o cadenas, para permitir que éstos se sumerjanadecuadamente en el aceite.

El aceite del recipiente debe estar siempre limpio y libre de contaminaciones.

f. Lubricación por baño:



En la lubricación por baño el cojinete está girando en contacto con el ejeen un baño de aceite.

Este tipo de lubricación es muy económico y no requiere más atención quela inspección regular del correcto nivel de aceite y un periódico lavado yllenado de aceite.

Precauciones:

Cuando el cojinete contiene bolas o rodillos se debe tener en cuentaque la bola o el rodillo debe estar sumergido 1/3 o ½ de su altura en elaceite.

Un nivel alto de aceite produce escapes y un aumento de temperaturaen el cojinete.

Si el nivel de aceite es inferior al normal, se produce como es natural,mala lubricación.

g. Lubricación por salpicadura.



Las partes en movimiento en el recipiente y salpican el aceite contra elcojinete y las piezas que pasan por él, tales como tuberías por las cuales

éste fluye por gravedad a las diferentes partes que requieren lubricación.

precauciones:

Aquí también se requiere un nivel de aceite cuidadoso mantenido.

Un cambio periódico del aceite nos proporciona buena lubricación con unaceite limpio.

El cambio del aceite depende de las condiciones de operación ylocalización del equipo.

El aceite debe cambiarse con más frecuencia en lugares polvorientos osucios que en lugares limpios.

Usos:

El sistema de lubricación por salpique se usa para mecanismos que tenganmanivelas u otras partes en movimiento encerradas en cárter hermético

que sirve de recipientes para el aceite.

Las máquinas que tienen estos mecanismos y este sistema de lubricaciónson: Compresores de aire, compresores para refrigeración y máquinas devapor.

Todos los sistemas anteriormente estudiados se usan para uno o varioscojinetes; todos ellos son de realizar a mano o semi- automáticamente.Cuando lubricamos por alguno de éstos métodos se necesita tiempo yatención. Cuantos más cojinetes tiene un mecanismo, se requiere másrelubricación.

SISTEMA DE LUBRICACION CENTRALIZADOS

Sistema de lubricación forzada

El sistema de lubricación centralizado suministra un control de la cantidad delubricante dad a cada uno de los órganos de una máquina.



La finalidad es suprimir la lubricación a mano o por gravedad. Este sistemareduce costos de mantenimiento. Hay tres tipos de lubricación centralizada.

Sistema de una sola presión

Con una sola presión del mango de la bomba es suficiente para una correctalubricación; es operado a mano.

Composición del sistema

Consiste en un recipiente, una bomba, válvulas contadoras de aceite y de unalínea distribuidora con válvulas contadoras en cada punto de lubricación.

Funcionamiento del sistema

Cuando se opera la bomba, el aceite se reparte a presión por la línea dedistribución.



Cuando el aceite alcanza cierta presión, el cheque de cada válvula saltapermitiendo el paso del lubricante a todos los puntos de lubricación.

Después de que todos los contadores han dejado pasar la cantidad requerida, lalínea de presión deja de enviar aceite, y el sistema queda listo para el próximociclo de lubricación.

En algunas instalaciones la presión de un manómetro nos muestra cualquiercambio de presión en la línea y nos indica, cuando se ha terminado lalubricación.

Las válvulas contadoras pueden ajustarse a la cantidad correcta de aceite, querequiere cada órgano a lubricar. Este sistema requiere un mínimo demantenimiento.

Es muy utilizado el sistema de lubricación forzado bien sea por accionamientomanual o mecánico.



Lubricación mecánica.

La lubricación mecánica es quizá el sistema más usado entre los automáticos.La mayoría de los grandes compresores son de lubricación completamenteautomática.

La parte central de un lubricador mecánico consiste de un recipiente,localizado en un punto conveniente junto a la máquina a lubricar. Dentro delrecipiente hay una serie de bombas de émbolo.

Manejo:

Todas las partes individuales se operan con el mismo eje leva. En la carreradescendente del émbolo primario el aceite se aspira a través del filtro colocadoen el fondo del recipiente en el émbolo primario.



Cuando el émbolo primario se mueve hacia arriba, el aceite pasa a través deltubo cuenta- gotas o de alimentación visible, para seguir luego por la válvula

de esfera hacia la chumacera u órgano a lubricar.

El lubricador puede ser accionado por un motor, por un árbol en rotación o porun mecanismo recíproco de la misma máquina.

Con este sistema es muy poco el aceite desperdiciado.

En la mayoría de los casos el lubricador no trabaja cuando la máquina estáfuera de servicio, sin que haya aceite perdido en este período.

Precauciones:

Este sistema requiere la mínima atención, excepto la de tener una correctaregulación del aceite y la de llenar el recipiente cuando sea necesario.

El aceite se regula por medio del tornillo de regulación de alimentación.Girando este tornillo se cambia la carrera del émbolo primario.

Sistema de lubricación por gravedad.



La lubricación por gravedad se usa cuando se necesita suministrar grancantidad de aceite con el fin de lubricar y refrigerar.

También se usa cuando las condiciones de operación hacen necesario proveerun flujo que actúa dentro de los soportes o chumaceras para remover todapartícula de metal, arena y lodo, que a menudo depositan en los soportes delos órganos en movimiento.

Funcionamiento:

Este se basa en la Ley de la Gravedad para conducir el aceite desde unrecipiente hasta las partes que se van a lubricar. La alimentación por gravedadsuministra un flujo continuo de aceite a los cojinetes.

El aceite sobrante de la lubricación cae al fondo de la unidad de lubricación ydesde allí se bombea al recipiente de almacenamiento y suministro.

Este es el sistema más simple de lubricación por gravedad.

SISTEMA AUTOMATICO DE APLICACIÓN DE ACEITE(APLICACIÓN DE NIEBLA PURA)



APLICACIÓN DE LAS GRASAS

Las grasas pueden suministrarse a los soportes, chumaceras, rodamientos, etc.,de diferentes maneras. Estos métodos van desde la aplicación manual en suforma simple al sistema centralizado y completamente automático.

• Aplicación manual:

Este sistema simple de engrase, se usa para proteger los cojinetes antes deusarse, o para relubricarlos.

Desventajas:

El engrase a mano tiene la desventaja de desperdiciarse mucha grasa,dando lugar a que se adhiera a ella polvo y partículas extrañas quefácilmente penetran al cojinete. Sin embargo, el engrase a mano es algunasveces el único método que puede usarse.

• Copa de presión para grasa.



Este sistema de engrase se usa más que el anterior en ciertos tipos demáquinas atornillado directamente en el cojinete.

Para llenar la copa se desenrosca y se llena a presión, luego se rosca poco amedida que se va consumiendo la grasa en la lubricación, se va roscandomás la copa para que la grasa se vea forzada a bajar al cojinete.

La copa debe llenarse cuando toda la rosca se haya introducido en la base,es decir, que ya no se disponga de más rosca para introducir.

La rata de lubricación usualmente se especifica en un cierto número devueltas roscadas de la copa, por hora o por día, o en otra unidad de tiempo.

Aún cuando este sistema es más ventajoso que el de engrase a mano, nosuministra mucha eficiencia y requiere frecuente atención.

Funcionamiento:

Consiste en un recipiente lleno de grasa, y un resorte con un empaque decuero que sirve de émbolo ejerciendo fuerza contra la grasa, que la hacealojar en el cojinete. En la parte superior del tornillo que guía el resorte,

está localizado un sistema de trinquete en forma de T, que hace regulable lapresión del resorte y por tanto la cantidad de grasa suministrada.

Si roscamos el trinquete hacia abajo sobre el eje este podría permitir alresorte forzar el árbol hacia abajo, depositando grasa suavemente en elcojinete hasta que el empaque complete su recorrido trncándose con lacopa en la parte inferior.

La válvula de tornillo situada en la base del recipiente puede girarse haciaadentro o hacia fuera según que se quiera tenerla completamente abierta ocerrada, con el fin de regular el flujo de grasa.

Estas graseras algunas veces se equipan con accesorios de presión que lespermiten llenarse a mano. Ninguna de las graseras automáticas, o del tipode compresión, se recomiendan para usarse en otros que tengan altastemperaturas, porque esto puede afectar la grasa.



ACCESORIOS TIPICOS DE PRESION.

El método de engrase a presión es el más usado.

La grasa se aplica por medio de Instrumentos o accesorios tales como lasgraseras.

La grasa se hace introducir en las graseras por medios de engrasadoras demano, eléctricas o movidas por aire comprimido.

El tipo de aire comprimido es el que se usa en las estaciones de servicio.

Tipo de grasera llamado de bola, la cual se abre cuando se le inyecta grasa

a presión: una vez que la grasa haya pasado la bola, fluye a la superficie delcojinete.

Cuando la presión cesa, el resorte regresa la bola y sella la entrada,evitando que con la grasa pasen partículas extrañas y polvo a los cojinetes.

Estos accesorios de engrase a presión son de diferente forma ajustadas a lasnecesidades de diferentes máquinas.



Ventajas de las graseras:

Las graseras son preferibles a las copas de engrase porque presentan lassiguientes ventajas:

1. Con una lubricación a presión, como la suministran las graseras, esposible limpiar el cojinete de grasa sucia e impurezas.

2. Los accesorios de lubricación a presión dan mejor protección de loscojinetes contra la entrada de polvo o partículas extrañas.

3. Proporciona una lubricación más eficiente sin desperdicios de grasa.

Por estas razones es más práctico emplear graseras o accesorios de presión,que las copas de engrase.

SISTEMA DE ENGRASE CENTRALIZADO

Este sistema es muy ventajoso en cuanto nos reduce el tiempo de lubricación ynos economiza mucha grasa. El sistema de engrase centralizado nos permitelubricar todos los cojinetes y partes en movimiento mientras la máquina estáen operación.

El sistema centralizado se divide en dos tipos generales: Manual ycompletamente automático.

• Sistema de engrase manual.



Este es un sistema particular y tiene válvulas individuales, conectadas a unalínea sencilla a un extremo del sistema, automáticamente suministran a cada

cojinete una determinada cantidad de grasa.

Cada válvula tiene un indicador que le señala al operador cuando lalubricación es completa.

En la mayoría de los casos, las válvulas pueden enroscarse en los cojinetesdirectamente, lo que hace posible un descargue positivo de la grasa en elcojinete.

El sistema manual de engrase se usa cuando los cojinetes no requieren más deuna o dos lubricadas en una jornada de operación.

• Sistema de engrase totalmente automático.

Este sistema es generalmente empleado donde los cojinetes tienen altastemperaturas y presiones, y requieren una frecuente aplicación de grasas paraasegurar un buen funcionamiento.

El sistema automático se usa para máquinas mezcladoras, en fábricas decaucho, plásticos y máquinas de servicio pesado que requieren los mejores



métodos de lubricación para obtener el máximo de producción al mínimo detiempo consumido.

Lubricadores automáticos

Algunos ejemplos de aplicaciones:

PermaClassic.EngaseCadenas

Perma Classic.Engase

Rodamientos

Perma Star.Engase guías

Perma Classic.Engase guías con

cepillo

Composición del sistema

El sistema mostrado en la figura de una unidad motor y bomba con dostuberías de suministro y una válvula contadora para cada cojinete y partes enmovimiento del equipo. Las dos líneas principales de suministro a través decada válvula medidora forman un circuito completo, también reforma a unaválvula hidráulica de control con 4 salidas. La presión del lubricante al finalde su regreso de cualquiera de las líneas del suministro es automáticamenteoperado por el reverso de la válvula el flujo de lubricante en la otra línea desuministro.

Mientras el control de presión esté localizado al final de regreso de la línea de

suministro, la grasa debe primero pasar de todo el sistema y suministrarsuficiente presión para operar las válvulas contadoras, antes de que el flujopase a la otra línea de suministro por el reverso de la válvula. Esto significaque todos los cojinetes deben ser completamente lubricados antes de que laválvula de inversión indique la finalización del ciclo de lubricación.

La frecuencia de operación de este sistema se hace manualmente o por mediode un reloj eléctrico, el cual opera el sistema a intervalos determinados.



Este sistema se provee de accesorios de seguridad para que accionen en casode descuido o falta de la unidad motor-bomba, o en caso de una rotura de una

línea de suministro.

TARJETAS DE CONTROL PARA LUBRICACION

Finalidad:

Las tarjetas de control para lubricación tienen como finalidad entre otros lossiguientes propósitos:

1. Poder controlar en forma afectiva y sistemática la lubricación de cualquiermáquina.

2. Servir como guía a la persona encargada de realizar la lubricación.3. Dar la base para la programación de lubricantes y el cálculo de costos.4. Permitir estandarizar y unificar lubricantes en una empresa.5. Mantener un stock de lubricantes.6. Evitar la utilización de lubricantes no adecuados.7. Valorar el tiempo y la mano de obra para la lubricación.

8. Ser base fundamental del mantenimiento preventivo.9. Facilitar la capacitación de personal nuevo para la lubricación.

Partes de que consta una tarjeta tipo. Hoja de Vida

1. Nombre de la empresa.2. Departamento. Primer nivel orgánico de la empresa ( por ejemplo el

departamento de producción)3. Sección. Segundo nivel orgánico de la empresa (por ejemplo la sección de

mecanizado)4. Máquina. Nombre de la máquina y marca de fabricación (por ejemplo

Torno Colchester Student 2.000)5. Número. Dato dado por la placa de identificación de la máquina o del

motor.6. Código. Referencia interna de la máquina dada por la empresa teniendo

como base la ruta de inspección de acuerdo a la distribución de planta.7. Fecha. Cuando se inicia el proceso de implantación de la tarjeta control en

la máquina.



8. Puntos de lubricación. Tomados del esquema de la máquina, nos describeel órgano esencial a lubricar determinado por el fabricante de máquina y lo

identifica por medio de un número.9. Aceite-grasa. En el recuadro se nombra el lubricante y su marca segúncorresponda aceite o grasa.

10. Frecuencia. Nos indica la periodicidad con que se debe cambiar y rellenarcada punto de lubricación, tomando como base los datos del fabricante o ensu defecto determinado por un estudio técnico de lubricación.

11. Cantidad. Nos indica el volumen o peso según corresponda aceite o grasa,para una lubricación eficiente.Cuando el fabricante de la máquina lo especifica se toma este dato comobase, o si no se obtiene tomando como promedio varias aplicaciones en elmismo órgano.

12. Observaciones. En ese cuadro se distribuirán las posibles sugerencias ocuidados a tener en la lubricación de cada punto.

13. Control. Hojas desprendibles elaboradas por mes (1 a 31 días) para que ellubricador marque con una X el recuadro correspondiente después derealizada la operación de lubricación y para que el departamento demantenimiento lleve un control de la cantidad y costo del lubricante así como el tiempo y costo de la mano de obra.

Terminando el mes esa hoja se procesa y archiva en el departamento demantenimiento. Los datos obtenidos del desprendible son la base delcálculo de costos y de las programaciones futuras, así como ladeterminación de un presupuesto real.

NOTA: En algunas empresas la tarjeta de control para lubricación esmantenida dentro de una bolsa plástica con ventajas que facilita allubricar la marcación en el casillero de control, además la tarjeta semantiene en cada máquina.



GUIA DE LUBRICACION

= Diario ROJO = Aceitar

= Semanal AZUL = Engrasar

= Mensual VERDE = InspeccionarAjustar= Semestral Controlar

AMARILLO = Verificar

ENGRASAR CADA SEMANA COMPROBAR NIVEL YRELLENAR CADA SEMANA



SÍMBOLOS DE LA FRECUENCIA DE LUBRICACION

SIMBOLO FRECUENCIA SIMBOLO FRECUENCIA

CADA TURNO MENSUAL

DIARIO BIMENSUAL

CADA DOS DIAS TRIMESTRAL

DOS VECES ENLA SEMANA

SEMESTRAL

SEMANAL ANUAL

QUINCENAL



OPERACIONES PASOS

1. Localizar máquina a lubricar. Identificar código de la máquina

2. Revisar tarjeta guía. Revisar puntos a lubricar

Revisar frecuencia de lubricación

Revisar lubricantes a aplicar

Revisar modos de aplicación

3. Preparar material. Seleccionar lubricantes(aceites y grasas)

Seleccionar equipo de lubricación(grasera, inyectores)

Seleccionar herramientas de trabajo(llaves, destornilladores)

Seleccionar elementos de trabajo(bayetilla, aceite, detergente)

4. Aplicar lubricante. Revisar estado de aceiteras y grasas

Aplicar aceite o grasa según loespecificado en la tarjeta guía

5. Cambiar aceite.

a. Drenar depósito. 1. Colocar recipiente para recogeraceite.



2. Retirar tapón de drenaje

3. Colocar tapón de drenaje

b. Lavar depósito. Aplicar aceite detergente

Encender brevemente la máquina

Apagar máquina

Retirar tapón de drenaje

Drenar el aceite detergente

Colocar tapón de drenaje

c. Aplicar aceite. Retirar tapa de entrada

Aplicar aceirte nuevo hasta elnivel de referencia

Colocar tapa de entrada

Encender máquina

Verificar nivel

6. Observar fugas.

7. Retirar grasa. Retire carcaza de protección(SI ES NECESARIO)

Retirar grasa de los mecanismos

Observar estado de los mecanismos



8. Limpiar mecanismos. Limpiar mecanismos (A.C.P.M.

detergente especial).

(En algunos casos retirar engranajespara mayor limpieza)

9. Aplicar grasa nueva Aplicar grasa(Inyectada, untadasegún mecanismo)

Colocar carcaza de protección

Verificar funcionamiento máquina,(ruidos, temperatura).

10. Llenar tarjeta guía Anotar aceites aplicados.

Anotar grasa aplicada.

Anotar fecha de la lubricación.

Anotar código del lubricador.



BIBLIOGRAFÍA

• ELEMENTOS DE MAQUINAS, Lubricación de maquinarias, SENA.1985.

• TRIBOLOGIA Y LUBRICACIÓN INDUSTRIAL Y AUTOMOTRIZ.Albarracin Pedro. Tomo 1, segunda edición.

• MECANICA DE FLUIDOS. Mott. Ed. Prentice Hall.

•

FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA. Groover, J:P.Ed. Prentice Hall.

13318734-TRIBOLOGIA-Y-LUBRICACION

Documents

Transcript of 13318734-TRIBOLOGIA-Y-LUBRICACION