3.1 .2. Clasificación API para los aceites automotores.

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3.1 .2 . C las ificación API para los aceites automotores. Los avances tecnológicos en el campo automotriz. logr ados en las últJmas cadas , han permitido que los fabricantes de aceites automotores realicen una produ cción de mejor calidad , garantizando así mayor proyección del moto r y red uciendo el desgaste prematuro de los diferentes componentes de una maq uina. El AP I tiene e tandarizados los diferentes niveles de calidad de los aceites par a lubricar motore s de combustión interna. tanto dlesel como a gasolina e igualme nte los de engranajes au t omotrices Estas especificaciones son el c om pl ement o indispensable para acompar l ar la viscosidad en ele sistema SA E. Un ac eite para un servIcIo espe cífiCO no quedaría correctamente se leccionado, si no se tiene en cuenta estas dos clasificaciones . 3.1.2.1. A ce ites para mot ores de ce bustlón in terna (de cárter) La clasi fi cac ión API , tiene en cuenta el nivel de calidad del lubricante y e st ablece una serie de catego as de acuerdo al tipo de serVicio . Se co nt em plan dos grupos : Uno para serVicio liViano ( generalmente gasolina) qu e pres en ta n una nomenclatura con las letras s (ver cuadro 34), y otro para servicio pesa do (generalmente diese l con la letra e) Los aceites antes c ons idera do s son exclusivamente aplicado s a los motores de a cuatro (4) tiempos , ya que los de 2T deben tener otras consideraciones. La e spec ificación API: SG , SH y SJ surgieron com o c ondición para garantizar una correcta lubricación de los motores a gasolina: como resultado de mayore s velocidades de operación . temperaturas de trabajO mas elevadas, mayor utilizaCión de motore s turboallmentados, tolerancias e ntr e pi ez as mas reducidas, empleo de materiales mas resistentes . Pero, adiciona lment e mas delicados, y ante la neceSidad de ofrecer una protección ade cu ada, contra la formación de lodos en la cámara de combustión y barnices en la falda de los pistones . Estos factores su mados a mayores eficiencias en combustión y pot e nC ia , producto de la incorporaci ón de encendido electrónico e i nyecc ión controlada por microprocesadores , plante aron la neceSidad de una nueva generación . de aceites. Con la nueva generación de motores a gasolina. no basta identificar el mo delo (año de fabricaCión). es necesario remitirse a los desarrollos 131

Transcript of 3.1 .2. Clasificación API para los aceites automotores.

31 2 Clasificacioacuten API para los aceites automotores

Los avances tecnoloacutegicos en el campo automotriz logrados en las uacuteltJmas deacutecadas han permitido que los fabricantes de aceites automotores realicen una produccioacuten de mejor calidad garantizando asiacute mayor proyeccioacuten del motor y red uciendo el desgaste prematuro de los diferentes componentes de una maquina

El AP I tiene e tandarizad os los diferentes niveles de calidad de los aceites para lubricar motores de combustioacuten interna tanto dlesel como a gasolina e igua lmente los de engranajes au tomotrices Estas especificaciones son el complemento indispensable para acomparl ar la viscosidad en ele sistema SAE Un aceite para un servI cIo especiacutefiCO no quedariacutea correctamente selecc ionado si no se tiene en cuenta esta s dos clasificaciones

3121 Aceites para motores de ce bustloacuten in terna (de caacuterter)

La clasi fi cacioacuten API tiene en cuenta el nive l de calidad del lubricante y estab lece una serie de catego riacute as de acuerdo al tipo de serVicio Se contemplan dos grupos Uno para serVicio liViano ( generalmente gasolina) que presentan una nomenclatura con las letras s (ve r cuadro 34) y otro para servicio pesado (generalmente diese l con la letra e) Los aceites antes considerados son exclusivamente aplicados a los motores de a cuatro (4) tiempos ya que los de 2T deben tener otras consideraciones

La especificacioacuten API SG SH y SJ surgieron como condicioacuten para garantiza r una correcta lubri cacioacuten de los motores a gasolina como resultado de mayores velocidades de operacioacuten temperaturas de trabajO mas elevadas mayor utilizaCioacuten de motores turboallmentados tolerancias entre piezas m as redu cidas empleo de materiales mas resistentes Pero adiciona lmente mas delicados y ante la neceSidad de ofrecer una proteccioacuten adecuada contra la formacioacuten de lodos en la caacutemara de combustioacuten y barnices en la falda de los pistones Estos factores sumados a la~ mayores eficiencias en combustioacuten y potenCia producto de la incorporacioacuten de encend ido electroacutenico e inyecc ioacuten controlada por microprocesadores plantearon la neceSidad de una nueva generacioacuten de aceites

Con la nueva generacioacuten de motores a gasolina no basta identificar el modelo (antildeo de fabricaCioacuten) es necesario remitirse a los desarrollos

131

tecnoloacutegicos incorporados (encendido inyeccioacuten y algunos arboles de leva etc)

CUADRO 34 Sistema de clasificacioacuten API para aceites de motores a gasolina de 4 t

DESCRIPCiOacuteN PI DESCRIPCION ASTMDESIGNACiOacuteN DE USO DEL MOTOR DE AC EITES PARA MOTORES

Requerimientos de los fabricantes Garantiacutea en el servicIo deSG mantenimiento para motores de automotores 1989 en adelante

I a gasolina (1989)

I SH Garantiacutea en el servIcIO de Requerlmlelto de 105 foliexcll cdntes I

mantenimiento para motores de automotoresSI a gasolina (1992) 1992 en adelanteacute

ISJ_ 1997 I

Originalmente usado para Aceite sin aditivo SA motores a gasolina y dlesel

Requerimientos miacutenimos para Provee alguna capacidadSS motores a gasolina y antldesgasteantioxidante

Acedes que cumplen losGarantia en el servICIO dese mantenlmento para motores requerimientos de los fabrl cantesshy

(1964 -1967 )a gasolina (1964fl

Garantia en el serVICIO de Requerimientos de los fabricantes SD mantenimiento para motores de automotores (1968 - 1971)

a gasolina (1968)

requerimientos de los fabricantes Garantiacutea en el servicIo deSE mantenimiento para motores automotores (1972 - 1980) a gasolina (1972)

Requerimientos de los fabriacutecantes Garantiacutea en el servicIo de SF automotores (1981 - 1989) mantenimiento para motores

a gasolina (1980)

Fuente (Ruiacutez 1992 Esso 1994)

132

3122 Aceites para motores diesel (ACPM )

En el cuadro 35 se resumen las exigencias a que se encuentra sometido un lubricante diesel y la propiedad del acei te que le permite superar la De ella

CUADRO 35 Exigencias sobre Lubricantes Diesel

PROBLEMA EN EL MOTOR

CAUSA PROPIEDAD DEL LUBRICANTE PARA

SU CONTROL

Friccioacuten y desgaste Altas presiones de trabajo

VIscosidad Antidesgaste

ba la punto de fluid ez

Ca lentamiento Partes dlficl les de refrigerar como el

pistoacuten

Conductividad Teacutermica Mejoradores de

Viscosidad

Depoacutesitos Holliacuten Gomas Lacas

Dificultades de la combustioacuten

Detergente y Dlspersante

Lodos Oxidacioacuten Lubricante suciedad

en el aire adm itid o I

Ant ioxidante Antiespumante

Dispersante

Herrumbre Ox id acioacuten metaacutelica Inhibldor de Corrosioacuten Dispersante

Presencia de aacutecido Combustioacuten de azufre baja temperatura y

oxidacioacuten del lubricante

Alcalinidad (TBN )

EspacIo libre entre Pistoacuten y cilindro

Desgaste - anillos cilindros

Viscosidad

Fuente (Nintildeo 1993)

133

se desprend~ que un lubricante diese l debe tener un valor apropiado de viscosidad y ademaacutes de propiedad es detergentes dlspersantes antioxidantes y capacidad para neutralizar aacuteCidos

En cuadro 36 y figura 32 se sentildealan la clasificacioacuten A PI para aceites de motores diesel algunas caracteriacutest icas y niveles de control y calidad

La calidad o el servicio reportado por API crece literalmente y es indicativo que los aceites presentan mas y mejores ad it iVOS lo cual refleja una mayor proteccioacuten para el motor

3 12 3 Aceites para engranajes

La designacioacuten de servicio de lubricantes API para transmisiones manuales y ejes automotrices estaacuten basados en el tipO de unidad de engranaje y en el grado de proteccioacuten ant idesgaste EP que se necesita Identifica el tipo de servicio de acuerdo con dos letras (GL Gear Lubricante) y con un nuacutemero (del 1 al 6) En e l cuadro 37 se muestran las caracteriacutesticas y especificaciones

Es conveniente sentildealar que en el mercado estan disponibles aceites multipropoacutesitos los cuales pueden ser utilizados para todos los sistemas o mecanismos de maacutequinas automotr ices Otros lo son para determinar sistemas por ejemplo T ransmisiones frenos sistemas hidraul lcos

32 Aceites industriales

Como su nombre lo indica son aceites fo rmulados paa trabajoacute en plantas industriales lubricando equ ipos como reductores compresores bomba s sistemas hidraacuteulicas herramientas neumaacuteticas turbinas de vapor etc

32 1 Clasificacioacuten ISO

Los lubricantes industriales se basan en la claSificac ioacuten o normas propuestas por la organizacioacuten internacional para la estandarizacioacuten (I SO) y vigentes desde 1975 pero puestas en practica a par11r de 1979 Estas normas establecen varios grados de acuerdo a su vIsco sidad y se expresa mediante nuacutemeros que corresponden a la vIscosidad promedio en centistokes (cst) halladas en pruebas a 40deg C Ver cuadro 38

134

CUADRO 36 Especificacioacuten API para los aceites de motores diesel

IFICACION API

TI PO SERVIC IO C RAC [ RISTICAS D I AC EITE

CA Para motores dlesel de trabajo livia no asplla clon

nalural

Ace lliquest S ll l( s ~l l s f a cen la espec lfl coclon

mlI tar MI L I 04A I-r oteCClon Co rrOSlon lorn aClon depositas

en mOlores dlese l con combustibles al ta Cil l ad

CB Pa ra moto res de Irabalo liviano a moderado

Satls lace la es eClflcaclon desgas te fiexclmaclorl de depoacuteSitos con combustible s

de n middotemiddot - Sil l a (a ilo con tenid o de azufre )

CC Pa ra moores lee l Irab_ moderado a severo y atgunos motores a gasolln

de servicio severo asprraclon natural o turbo

~ Jt lsface) I speclfcaclOn m ili ta r M II -L 2 i 04B 1r1 middotL 4G 152 Pro tecclon eVita dcpCSI Js a ali as temperatura s he rrumbre y cor Oj ~

CcrrOS1Cr1 y deposltos a oajas ternpe ra lura s n mo oles J asollna

CD Para motores dles el de trabaja severo asplfaclon natural o turbo alimentado

Sa tisfacen la especl fl caclon ml ll ar MIImiddotL 45 199B e MII- L -L 104C Proteclon Desgaste formaclon e OSltOS con com slb les de diversas ca lid ad es y

OlOSIOl

CE Maquina pesada que trabaja en condiCione s cri ti cas aspiracioacuten natura l o turbo Maquinas fabrrcadas a partir del 83

Siexclt sfacen la espectflcaclon m ilitar Iv II L 2 1040 Protecclon rormaclon deposllo S alta s y bajaS temperat ura s desg as te oXldaclon y

corfO S1C

CF-4

CG-4

Motores sobre ca rga dos a alta s cargas Trabaja pesada

Acei te tipO multlgrado 15W4 0 control a mejor los a peslt s y el consumo de aceile Ace ite n ul lg raLl o Protecclon des as te 1 1Jr10rc ma yor TBN

Fuente (Esso 1994 Ruiz 1992)

135

NIVEL DE

PROTECCION

~ _-- shy -shy Imll~~~~JJ

NIVEL DE CA CS CC CD CE CF-4 CALIDAD APl

ANtildeO DE 1940 1

1949 195~ 195~ 987 199 lNTRODUCCION

W4l DEPOSITOS EN EL PISTON 1111 II lCONTROL DE ESPESAMIshy

aOlom CORROSION DE COJINETE fNTO POR HOLLlN

E=31 [)[SGASTE CORROSIVO MM CONTROL DE DeuroSGASTE

L-_-IJ CONTROl DE LODOS DE RAYADURlS DE ANILLOS Y

BAJA nMPERATURA CANISA

~traquo~~--SS$~ PROTECCIOH 1CONTROL DE CONSUMO

ANTlHERRUMSR DE ACEITE

FIGURA 32 Desarrollo del nivel de calidad para motores diesel

Fuente (Albarraciacuten 1993)

136

CUADRO 37 Especificaciones API para los ace ites de engranajes

Condiciones I Carac teri stl cas

API Tipo de Especificacion es

de ope rac ioacuten

engranajes

No contienen EP Hellcolda les

Carga liviana bajaCoacutenicos GL-1 ni modificadores

y sin fin corona presioacuten y

de friccioacuten deslizamiento

Protecclon a

hel lcoidales Muy liviana baja Con lcos GL-2

Herrumbre

y sin fin corona preslon

oX ldaclon espumas y depresor punto de fluidez

BaJo EP cond lco es de Jesllzan lento

ModerauJsCoronaGL-3

I carga y elocldad

Medio EPSeveras condiCionesTodos los tipOS con particular

GL-4 de deslizamiento

hipoida les ve locidad y carga MiI -L -2 105

Alto EP CondiCionesTodos los tipOS en part icula r

GL-5 severas de

hlpoldales presioacuten choque v desl iza miento MII-L-2105B

I alto EP (conCondic iones Todos los tipOS

seve ras de GL-6

modi fi cad ores de

choque y fr iccioacuten)

desllz - I I( n o

I

Fuente (Esso 1994 Terpel)

I

137

CUADRO 38 Vaores viscosidad en el sistema de clasificaci oacuten ISO

Grado cSt40degC ss u100o F ssu21 degF ISO (378degC) (987degC)

Min Max Mn Max Mm Max

2 198 - 242 32 8 - 344 3 288 - 352 360 382 5 4 14 - 506 404 - 43 5 7 612 - 748 472 52 0 10 900 - 11 00 576 65 3 346 357

15 1350 - 1650 758 - 89 1 370 383

22 1980 - 2420 1050 - 126 0 397 414

32 2880 - 35 20 1490 - 1820 430 450

46 4140 - 50 60 214 0 - 262 0 47 1 49 9

68 6120 - 7480 3170 - 389 0 529 569

100 900 - 11 00 4690 - 575 O 6 12 6690

150 1350 - 1650 709 0 - 87 iacute O 738 819

220 1980 - 2420 1047 0-12830 904 1010

320 2880 - 3520 1533 0- 18810 1120 1260 -

460 4140 - 506 0 22140-2 71 90 1390 1580

680 6120 - 7480 32980-4048 0 1780 2020

1000 9000 -11000 48640 - 59750 2260 2560-

1500 13500 -165 0 78650 - 90790 291 0 - 331 0

Fuente (Albarraciacuten 1992 Benitez 1992)

138

La mayoriacutea de los lubricantes especifican cada tipO de aceite de acuerdo a un nombre y a un numero El nombre es caracteriacutestico de la empresa y es particular para la aplicaCioacuten que fue disentildeado El nuacutemero corresponde algrado ISO del lubricante o sea a su vIscosidad Lo anterior permite hallar mas faacutecilmente a los aceites equivalentes entre las diferentes marcas En el cuadro 39 se relacionan algunas propiedades de aceites industriales (seguacuten norma ISO) con su perspectiva aplicacioacuten

3211 Caracteriacutesticas de las normas ISO

Los siguientes aspectos son necesarios conSiderar en la claSificacioacuten ISO

Umcamente clasifican los aceites industriales

Unicamente relaCiona la VISCOSidad del aceite mas no su calidad

El grado ISO debe aparecer al final de nombre comerCial del aceite cualquiera sea su marca

En maqUinaria y equipo agriacutecola es de uso corriente la utilizaCioacuten de aceites en sistemas hidraacuteulicas especificados normalmente bajo norma SAE dada la existencia de aceites multipropoacutesltos para transmisiones mecaacutenicas direccioacuten y sistemas hidraacuteulicas Es Igualmente conveniente aclarar que un aceite lubricante automotor se puede utilizar en lubricacioacuten industrial a un mayor costo en cambio los lubricantes industriales no se pueden utilizar en lubricacioacuten automotriz debido a que las condiciones de operacioacuten a las cuales van a estar expuestos y a que sus caracteriacutesticas son completamente diacuteferentes

33 Clasificacioacuten ccmc

En Europa los motores por su menor cilindrada sus eXigencias resultan diferentes a las americanas Igualmente por razones de prestigiO el CCMC establecioacute en 1977 sus propias especificaCiones

El sistema de clasificaCioacuten del comiteacute de construcciones de automoacuteviles del mercado comuacuten (CCMC) es una organizacioacuten de fabricantes de automoacuteviles de pasajeros camionetas y vehiacuteculos comerCiales europeos Su comiteacute de combustibles y lubricantes desarrolloacute las secuencias europeas de aceites de llenado en servicio para motores a gasolina y diesel Las secuencias europeas del CCMC para aceites de servicio sentildealan los reqUisitos e intereacutes comuacuten Ademaacutes cada miembro (Rover Oaimler - Benz Peugeot Volkswagen) pueden imponer sus requisitos particulares Los fabricantes

139

CUADRO 39 Propiedades fisicoquiacutemicas de algunos aceites lubricantes industriales (norma ISO)

VIIbullbullud IMk~~ Cn~obd P_bullbullc PunID d Plo d Hnlduo d N~ro d e$c 1sHa1bullbull4I IIiexclwclnCI nuldtz InnlDlCloacuten Combulllon Color rubon ntulrUucln

TIPODEACElTE WC 100( cm) C C -C aacrICOIllCrbullbullc pcI4gt METODO ASTM

()U D-445 D-S67 D-W D-87 Diexcl I)y~ D-1500 0-18 ~ oshySLcrrEMAS HIDKAUUCOS Grado ISO 32 310 S3 100 0870 -29 210 m 15 001 02-05 DI

68 650 81 99 0870 -20 230 2M lS 002 t1~-D5 100 n2O 127 95 0885 -20 24~ 27~ 25 020 01005

MAQUINAS HEKRAMIElITAS Grado ISO 6IS 670 78 15 O92D -JO 190 21~ 75 02 O08

220 2100 Hi3 75 O92D -22 214 24S 80 02 OJQ

MAQUI NAS PAPElERAS (Corrugador) (irlldo lSO 150 1580 14 HlO OK17 - JO 261 J4I5 4S 04-08 OU-IO OH

UD 21amp0 200 lOO Uxtl -lO 214 ~IO 50 04-0amp OlS-lO OJt4

HEKRAMIElITAS NEUMATICAS

--Joshy

Grado ISO 46 440 62 01-092 -4 174 204 -1 O4)S 032-06 001 100 110 96 f - - 093 -J] 201 23S 4middot5 0210 Q32 001

150 Jf5O 119 092 -~ 2)q 235 (8 030 031 001_ 1 f~ bull 1 (

COMJgtRESORE5 1)[ lUmiddotICI([IltACIO (iexclriexclauu ISO 2Z 217 39 60-70 OH9(1 174 IYl 10 001 OD2- ~

46 43Il 51 65 O) J(l -40 11)0 21Z IS 002 - U02 ~ ~68 (H O 7~ ~ 0)20 - 7 21(0 ~~() 15 r 002 OO al COM PRESORES DE GA Criexcl4 1SO 100 1110 120 80 11888 - 20 2AO 271 40 101 30

RODAMIINTOS lE

IJOLLI V IWUlLLOS c r4e ISO 700 80- lOO 087)85 -15 2]2 265 10 Oos (J ](1 Irml-jl

CILlNVROS DE AI()Jt Grado ISO 4(0 4750 -Oi 100 O lt)J - 10 271 31 ( lt 5 0 3-07i 015

QiO (lOO nIJ )5 0918 -3 1J9 31- vtruc 0 10 lOO(J n(Ju ~ 11 JO Olt)2(] - 1 288 31) VlI d 15(10 IWOO (omiddot I() JI U1)0 - 1 bull 313 3gt1 crdc

middotllJIUIINA m VIOt Grado ISO 32 3~U 5S 112 Uampgtl1 -23 208 2gt1 l ~ UOI Ou7 Itl(lt (i 0 I- 105 0370 -11 ~12 21(J 002 ~ rI 008 04J(kl JIIl I 1211 lO UftIO - 1~ 2-1S ~(

fl03 OOS oe

~ ( f -

INDWnlClA nXTII (HuOS)

(radu ISO 10 2(15 s~ oxc - I 171 lJ I 111 001 00]12 205 A ~ 01( -12 IIN IrWl

11 I ~ bull j 0 1)( 1Io ~

140

de motores y las companlas fabr icantes de aceites y aditivos en Europa estaacuten cooperando con el consejo europeo de coordinacioacuten (CEC) para desarrollar meacutetodos europeos normalizados de pruebas ya que algunos de los requerimientos funcionales de motores europeos difieren apreciablemente de los requerimientos de que se ocupan los requisitos API SF CC o CD Pero para determinar ciertos paraacutemetros de calidad se usan las pruebas de secuencias ASTM ya sea exclusivamente o como alternativas

Los objetivos del CCMC constituyen un factor importante en la comercializacioacuten en toda Europa de aceites para servicio La clase CCMC GL describe los requisitos miacuten imos de los miembros del CCMC para automoacuteviles de motores a gasolina La CCMC G3 describe un lubricante de calidad superior para motores a gasolina y que son exigidos por algunos miembros del CCMC G3 define un lubricante de alta calidad y baja viscosidad para motores a gasolina La CCMC PD-1 define un aceite apropiado para el uso en motores diese l de automoacuteviles de pasajeros y es exigida por algunos miembros de la CCMC La CCMC D1 describe requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural que trabajan en servicio de trabajo liviano La CCMC D2 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo pesado La CCMC D3 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo extrapesado e incluye una prueba de pul imento de la cara interior del cilindro

34 Clasificacioacuten militar (MIL)

Aunque las especificaciones militares no regulan los usos no militares (civiles) de los aceites muchos usuarios civiles solicitan aceites que han sido calificados bajo estos requisitos porque dichos aceites han tenido reacutecords de rendimientos exitosos Por esta razoacuten los fabricantes de aceites a menudo identifican sus productos con las especificaciones militares Estas especificaciones son cada vez maacutes exigentes en la medida que el desarrollo tecnoloacutegico de los motores avanza Ello imp lica que los motores modernos requieren aceites con mayor grado de refinac ioacuten y con mayor contenido de aditivos

Las maacuteximas especificaciones militares actuales son las Mil-L46152E para aceites de motores a gasolina y es cumplida por aceites de nivel SG de la API Para motores diesel reciente especificacioacuten y el desarrollo de motores diesel estaacute proyectado para cumpl ir con el nive l de calidad CG-4 Dentro de

141

las especificaciones militares conocidas hay algunas que ya son obsoletas y no estaacuten vigentes debido a que no cumplen con los requerimientos de lubricacioacuten de la nueva generacioacuten de motores Ver cuadro 40

35 Clasificacioacuten AGMA

El sistema AGMA (Asociacioacuten de fabricantes americanos de engranaJes) clasifica los aceites para engranajes fabricados bajo las normas y

especificaciones AGMA como se muestra en el cuadro 41

Las recomendaciones de lubricacioacuten en el sistema AGMA solo se utilizan para engranajes abiertos y reductor de veloc idad

36 Clasificacioacuten ASTM

El sistema ASTM unifica en un so lo valor la viscosidad de los aceites lubricantes medida en SSU A 100degF considerando el valor maacuteximo y miacutenimo Este sistema fue reemplazado po r el sistema ISO En el cuadro 42 se muestrEi el sistema ASTM para clas ificar ace ites industriales

37 Equivalencias entre los sistemas de clasificacioacuten

Al estar todos los anteriores sistemas de clasificacioacuten basados en la determinacioacuten de la viscosidad es posible y conveniente establecer las equivalencias entre los diferentes sistemas con el propoacutesito de seleccionar u homologar un lubricante en particular Es decir permite trasladarse de un Ulenguaje a otro facilitando la seleccioacuten y buacutesqueda del aceite mas adecuado En el cuadro 43 se presentan estas equivalencias

38 Clasificacioacuten de las grasas lubricantes

El Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) ha normalizado las grasas en funcioacuten de su consistencia (resistencia a la penetracioacuten) como se muestra en el cuadro 44

39 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos a gasolina

En los cuadros 45 46 se indica la clasificacioacuten establecidas para motores de1

dos tiempos que consumen como combustible gasolina sean refrigerados por aire o agua (cuadro 47)

142

CUADRO 40 Especificaciones militares para aceites automotores

Especificacioacuten Categoria militar API

MILL-21 04A CA

MIL -2104A CB Suplemento 1

MI L-L21 04B SCICC

MIL-L461 52B SFCC

MIL-L-46152 C SG

MIL-L45199B CD

MIL-L-21 040 SDCD

MIL-L21040 CE

MIL-L46152E

Fuente (Albarracin 1993)

Prueba ASTM

110

110

1110 VD

110 VC

SG

Propiedad medida

De lergencia

De tergencia

Protecclon contra la herrumbre

Proteccioacuten con tr la herrumbre

lottccioacuten contr i) 1) herrum re a alla s temperat ras control de edllllentos ltJ ala temperatur s

Proteccioacuten contra la herrumbre corrOSlon re sis tencia a oXidacioacuten proteccion al desgaste y contenido de detergencia-dispersan clltl

Proteccioacuten contra la form c ioacuten de depOacuteSitos debido al azufre del combustible

Protecclon contra I herrumbre con trol de sedimentos a bajas temperaturas y mayor efectiVidad de los aditivos de tergen te s-d Is pe rsa n tes

Consumo de acei te desgaste de ann il los depositos en los pistones y cant ida d de mat I ial carbonoso en el ace ite

Vigencia de la

especl ficacloacuten obsoleta

obso lela

Reemplaza la rvl1L-L4G152 y la MIL-L-46152A

SECC

Vigente

Obsoteta

Reemplaza I MI ~- L-15199B

Reempla za la MIL -L-2104A

MIL-L-2104A Suplemento 1 yl MIL -L -2104B

CUADRO 41 Clasificacioacuten AGMA para engranajes

NUMERO AGMA

VISCOSIDAD SSV100degC

MINIMA MAXIMA cstl378degC

MINIMA MAXIMA

1 193 235 414 50 0 22EP 284 347 612 74 8 33EP 417 510 900 1100 44EP 626 765 1350 1650 55EP 918 1122 1980 2420 6 6EP 1335 1632 2880 352 0

77compond 7EP 1919 2346 414 10 506 0

8 8compond 8EP 2837 3467 9000 11000 8 A compond 4171 5098 9000 11000

99 EP 6260 7650 1010EP 13350 16320 111 1 EP 19190 23460 1212EP 28370 34670 1313 EP210degC 850 1000

Fuente (Albarraciacuten 1993)

144

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

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middot - -- ~1 ~ _ _ 1 - - ---shy - I- ~) ~

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FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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ESSO Lubricaci6n de motores diese l industriales estacionarios s f 33 p

195

tecnoloacutegicos incorporados (encendido inyeccioacuten y algunos arboles de leva etc)

CUADRO 34 Sistema de clasificacioacuten API para aceites de motores a gasolina de 4 t

DESCRIPCiOacuteN PI DESCRIPCION ASTMDESIGNACiOacuteN DE USO DEL MOTOR DE AC EITES PARA MOTORES

Requerimientos de los fabricantes Garantiacutea en el servicIo deSG mantenimiento para motores de automotores 1989 en adelante

I a gasolina (1989)

I SH Garantiacutea en el servIcIO de Requerlmlelto de 105 foliexcll cdntes I

mantenimiento para motores de automotoresSI a gasolina (1992) 1992 en adelanteacute

ISJ_ 1997 I

Originalmente usado para Aceite sin aditivo SA motores a gasolina y dlesel

Requerimientos miacutenimos para Provee alguna capacidadSS motores a gasolina y antldesgasteantioxidante

Acedes que cumplen losGarantia en el servICIO dese mantenlmento para motores requerimientos de los fabrl cantesshy

(1964 -1967 )a gasolina (1964fl

Garantia en el serVICIO de Requerimientos de los fabricantes SD mantenimiento para motores de automotores (1968 - 1971)

a gasolina (1968)

requerimientos de los fabricantes Garantiacutea en el servicIo deSE mantenimiento para motores automotores (1972 - 1980) a gasolina (1972)

Requerimientos de los fabriacutecantes Garantiacutea en el servicIo de SF automotores (1981 - 1989) mantenimiento para motores

a gasolina (1980)

Fuente (Ruiacutez 1992 Esso 1994)

132

3122 Aceites para motores diesel (ACPM )

En el cuadro 35 se resumen las exigencias a que se encuentra sometido un lubricante diesel y la propiedad del acei te que le permite superar la De ella

CUADRO 35 Exigencias sobre Lubricantes Diesel

PROBLEMA EN EL MOTOR

CAUSA PROPIEDAD DEL LUBRICANTE PARA

SU CONTROL

Friccioacuten y desgaste Altas presiones de trabajo

VIscosidad Antidesgaste

ba la punto de fluid ez

Ca lentamiento Partes dlficl les de refrigerar como el

pistoacuten

Conductividad Teacutermica Mejoradores de

Viscosidad

Depoacutesitos Holliacuten Gomas Lacas

Dificultades de la combustioacuten

Detergente y Dlspersante

Lodos Oxidacioacuten Lubricante suciedad

en el aire adm itid o I

Ant ioxidante Antiespumante

Dispersante

Herrumbre Ox id acioacuten metaacutelica Inhibldor de Corrosioacuten Dispersante

Presencia de aacutecido Combustioacuten de azufre baja temperatura y

oxidacioacuten del lubricante

Alcalinidad (TBN )

EspacIo libre entre Pistoacuten y cilindro

Desgaste - anillos cilindros

Viscosidad

Fuente (Nintildeo 1993)

133

se desprend~ que un lubricante diese l debe tener un valor apropiado de viscosidad y ademaacutes de propiedad es detergentes dlspersantes antioxidantes y capacidad para neutralizar aacuteCidos

En cuadro 36 y figura 32 se sentildealan la clasificacioacuten A PI para aceites de motores diesel algunas caracteriacutest icas y niveles de control y calidad

La calidad o el servicio reportado por API crece literalmente y es indicativo que los aceites presentan mas y mejores ad it iVOS lo cual refleja una mayor proteccioacuten para el motor

3 12 3 Aceites para engranajes

La designacioacuten de servicio de lubricantes API para transmisiones manuales y ejes automotrices estaacuten basados en el tipO de unidad de engranaje y en el grado de proteccioacuten ant idesgaste EP que se necesita Identifica el tipo de servicio de acuerdo con dos letras (GL Gear Lubricante) y con un nuacutemero (del 1 al 6) En e l cuadro 37 se muestran las caracteriacutesticas y especificaciones

Es conveniente sentildealar que en el mercado estan disponibles aceites multipropoacutesitos los cuales pueden ser utilizados para todos los sistemas o mecanismos de maacutequinas automotr ices Otros lo son para determinar sistemas por ejemplo T ransmisiones frenos sistemas hidraul lcos

32 Aceites industriales

Como su nombre lo indica son aceites fo rmulados paa trabajoacute en plantas industriales lubricando equ ipos como reductores compresores bomba s sistemas hidraacuteulicas herramientas neumaacuteticas turbinas de vapor etc

32 1 Clasificacioacuten ISO

Los lubricantes industriales se basan en la claSificac ioacuten o normas propuestas por la organizacioacuten internacional para la estandarizacioacuten (I SO) y vigentes desde 1975 pero puestas en practica a par11r de 1979 Estas normas establecen varios grados de acuerdo a su vIsco sidad y se expresa mediante nuacutemeros que corresponden a la vIscosidad promedio en centistokes (cst) halladas en pruebas a 40deg C Ver cuadro 38

134

CUADRO 36 Especificacioacuten API para los aceites de motores diesel

IFICACION API

TI PO SERVIC IO C RAC [ RISTICAS D I AC EITE

CA Para motores dlesel de trabajo livia no asplla clon

nalural

Ace lliquest S ll l( s ~l l s f a cen la espec lfl coclon

mlI tar MI L I 04A I-r oteCClon Co rrOSlon lorn aClon depositas

en mOlores dlese l con combustibles al ta Cil l ad

CB Pa ra moto res de Irabalo liviano a moderado

Satls lace la es eClflcaclon desgas te fiexclmaclorl de depoacuteSitos con combustible s

de n middotemiddot - Sil l a (a ilo con tenid o de azufre )

CC Pa ra moores lee l Irab_ moderado a severo y atgunos motores a gasolln

de servicio severo asprraclon natural o turbo

~ Jt lsface) I speclfcaclOn m ili ta r M II -L 2 i 04B 1r1 middotL 4G 152 Pro tecclon eVita dcpCSI Js a ali as temperatura s he rrumbre y cor Oj ~

CcrrOS1Cr1 y deposltos a oajas ternpe ra lura s n mo oles J asollna

CD Para motores dles el de trabaja severo asplfaclon natural o turbo alimentado

Sa tisfacen la especl fl caclon ml ll ar MIImiddotL 45 199B e MII- L -L 104C Proteclon Desgaste formaclon e OSltOS con com slb les de diversas ca lid ad es y

OlOSIOl

CE Maquina pesada que trabaja en condiCione s cri ti cas aspiracioacuten natura l o turbo Maquinas fabrrcadas a partir del 83

Siexclt sfacen la espectflcaclon m ilitar Iv II L 2 1040 Protecclon rormaclon deposllo S alta s y bajaS temperat ura s desg as te oXldaclon y

corfO S1C

CF-4

CG-4

Motores sobre ca rga dos a alta s cargas Trabaja pesada

Acei te tipO multlgrado 15W4 0 control a mejor los a peslt s y el consumo de aceile Ace ite n ul lg raLl o Protecclon des as te 1 1Jr10rc ma yor TBN

Fuente (Esso 1994 Ruiz 1992)

135

NIVEL DE

PROTECCION

~ _-- shy -shy Imll~~~~JJ

NIVEL DE CA CS CC CD CE CF-4 CALIDAD APl

ANtildeO DE 1940 1

1949 195~ 195~ 987 199 lNTRODUCCION

W4l DEPOSITOS EN EL PISTON 1111 II lCONTROL DE ESPESAMIshy

aOlom CORROSION DE COJINETE fNTO POR HOLLlN

E=31 [)[SGASTE CORROSIVO MM CONTROL DE DeuroSGASTE

L-_-IJ CONTROl DE LODOS DE RAYADURlS DE ANILLOS Y

BAJA nMPERATURA CANISA

~traquo~~--SS$~ PROTECCIOH 1CONTROL DE CONSUMO

ANTlHERRUMSR DE ACEITE

FIGURA 32 Desarrollo del nivel de calidad para motores diesel

Fuente (Albarraciacuten 1993)

136

CUADRO 37 Especificaciones API para los ace ites de engranajes

Condiciones I Carac teri stl cas

API Tipo de Especificacion es

de ope rac ioacuten

engranajes

No contienen EP Hellcolda les

Carga liviana bajaCoacutenicos GL-1 ni modificadores

y sin fin corona presioacuten y

de friccioacuten deslizamiento

Protecclon a

hel lcoidales Muy liviana baja Con lcos GL-2

Herrumbre

y sin fin corona preslon

oX ldaclon espumas y depresor punto de fluidez

BaJo EP cond lco es de Jesllzan lento

ModerauJsCoronaGL-3

I carga y elocldad

Medio EPSeveras condiCionesTodos los tipOS con particular

GL-4 de deslizamiento

hipoida les ve locidad y carga MiI -L -2 105

Alto EP CondiCionesTodos los tipOS en part icula r

GL-5 severas de

hlpoldales presioacuten choque v desl iza miento MII-L-2105B

I alto EP (conCondic iones Todos los tipOS

seve ras de GL-6

modi fi cad ores de

choque y fr iccioacuten)

desllz - I I( n o

I

Fuente (Esso 1994 Terpel)

I

137

CUADRO 38 Vaores viscosidad en el sistema de clasificaci oacuten ISO

Grado cSt40degC ss u100o F ssu21 degF ISO (378degC) (987degC)

Min Max Mn Max Mm Max

2 198 - 242 32 8 - 344 3 288 - 352 360 382 5 4 14 - 506 404 - 43 5 7 612 - 748 472 52 0 10 900 - 11 00 576 65 3 346 357

15 1350 - 1650 758 - 89 1 370 383

22 1980 - 2420 1050 - 126 0 397 414

32 2880 - 35 20 1490 - 1820 430 450

46 4140 - 50 60 214 0 - 262 0 47 1 49 9

68 6120 - 7480 3170 - 389 0 529 569

100 900 - 11 00 4690 - 575 O 6 12 6690

150 1350 - 1650 709 0 - 87 iacute O 738 819

220 1980 - 2420 1047 0-12830 904 1010

320 2880 - 3520 1533 0- 18810 1120 1260 -

460 4140 - 506 0 22140-2 71 90 1390 1580

680 6120 - 7480 32980-4048 0 1780 2020

1000 9000 -11000 48640 - 59750 2260 2560-

1500 13500 -165 0 78650 - 90790 291 0 - 331 0

Fuente (Albarraciacuten 1992 Benitez 1992)

138

La mayoriacutea de los lubricantes especifican cada tipO de aceite de acuerdo a un nombre y a un numero El nombre es caracteriacutestico de la empresa y es particular para la aplicaCioacuten que fue disentildeado El nuacutemero corresponde algrado ISO del lubricante o sea a su vIscosidad Lo anterior permite hallar mas faacutecilmente a los aceites equivalentes entre las diferentes marcas En el cuadro 39 se relacionan algunas propiedades de aceites industriales (seguacuten norma ISO) con su perspectiva aplicacioacuten

3211 Caracteriacutesticas de las normas ISO

Los siguientes aspectos son necesarios conSiderar en la claSificacioacuten ISO

Umcamente clasifican los aceites industriales

Unicamente relaCiona la VISCOSidad del aceite mas no su calidad

El grado ISO debe aparecer al final de nombre comerCial del aceite cualquiera sea su marca

En maqUinaria y equipo agriacutecola es de uso corriente la utilizaCioacuten de aceites en sistemas hidraacuteulicas especificados normalmente bajo norma SAE dada la existencia de aceites multipropoacutesltos para transmisiones mecaacutenicas direccioacuten y sistemas hidraacuteulicas Es Igualmente conveniente aclarar que un aceite lubricante automotor se puede utilizar en lubricacioacuten industrial a un mayor costo en cambio los lubricantes industriales no se pueden utilizar en lubricacioacuten automotriz debido a que las condiciones de operacioacuten a las cuales van a estar expuestos y a que sus caracteriacutesticas son completamente diacuteferentes

33 Clasificacioacuten ccmc

En Europa los motores por su menor cilindrada sus eXigencias resultan diferentes a las americanas Igualmente por razones de prestigiO el CCMC establecioacute en 1977 sus propias especificaCiones

El sistema de clasificaCioacuten del comiteacute de construcciones de automoacuteviles del mercado comuacuten (CCMC) es una organizacioacuten de fabricantes de automoacuteviles de pasajeros camionetas y vehiacuteculos comerCiales europeos Su comiteacute de combustibles y lubricantes desarrolloacute las secuencias europeas de aceites de llenado en servicio para motores a gasolina y diesel Las secuencias europeas del CCMC para aceites de servicio sentildealan los reqUisitos e intereacutes comuacuten Ademaacutes cada miembro (Rover Oaimler - Benz Peugeot Volkswagen) pueden imponer sus requisitos particulares Los fabricantes

139

CUADRO 39 Propiedades fisicoquiacutemicas de algunos aceites lubricantes industriales (norma ISO)

VIIbullbullud IMk~~ Cn~obd P_bullbullc PunID d Plo d Hnlduo d N~ro d e$c 1sHa1bullbull4I IIiexclwclnCI nuldtz InnlDlCloacuten Combulllon Color rubon ntulrUucln

TIPODEACElTE WC 100( cm) C C -C aacrICOIllCrbullbullc pcI4gt METODO ASTM

()U D-445 D-S67 D-W D-87 Diexcl I)y~ D-1500 0-18 ~ oshySLcrrEMAS HIDKAUUCOS Grado ISO 32 310 S3 100 0870 -29 210 m 15 001 02-05 DI

68 650 81 99 0870 -20 230 2M lS 002 t1~-D5 100 n2O 127 95 0885 -20 24~ 27~ 25 020 01005

MAQUINAS HEKRAMIElITAS Grado ISO 6IS 670 78 15 O92D -JO 190 21~ 75 02 O08

220 2100 Hi3 75 O92D -22 214 24S 80 02 OJQ

MAQUI NAS PAPElERAS (Corrugador) (irlldo lSO 150 1580 14 HlO OK17 - JO 261 J4I5 4S 04-08 OU-IO OH

UD 21amp0 200 lOO Uxtl -lO 214 ~IO 50 04-0amp OlS-lO OJt4

HEKRAMIElITAS NEUMATICAS

--Joshy

Grado ISO 46 440 62 01-092 -4 174 204 -1 O4)S 032-06 001 100 110 96 f - - 093 -J] 201 23S 4middot5 0210 Q32 001

150 Jf5O 119 092 -~ 2)q 235 (8 030 031 001_ 1 f~ bull 1 (

COMJgtRESORE5 1)[ lUmiddotICI([IltACIO (iexclriexclauu ISO 2Z 217 39 60-70 OH9(1 174 IYl 10 001 OD2- ~

46 43Il 51 65 O) J(l -40 11)0 21Z IS 002 - U02 ~ ~68 (H O 7~ ~ 0)20 - 7 21(0 ~~() 15 r 002 OO al COM PRESORES DE GA Criexcl4 1SO 100 1110 120 80 11888 - 20 2AO 271 40 101 30

RODAMIINTOS lE

IJOLLI V IWUlLLOS c r4e ISO 700 80- lOO 087)85 -15 2]2 265 10 Oos (J ](1 Irml-jl

CILlNVROS DE AI()Jt Grado ISO 4(0 4750 -Oi 100 O lt)J - 10 271 31 ( lt 5 0 3-07i 015

QiO (lOO nIJ )5 0918 -3 1J9 31- vtruc 0 10 lOO(J n(Ju ~ 11 JO Olt)2(] - 1 288 31) VlI d 15(10 IWOO (omiddot I() JI U1)0 - 1 bull 313 3gt1 crdc

middotllJIUIINA m VIOt Grado ISO 32 3~U 5S 112 Uampgtl1 -23 208 2gt1 l ~ UOI Ou7 Itl(lt (i 0 I- 105 0370 -11 ~12 21(J 002 ~ rI 008 04J(kl JIIl I 1211 lO UftIO - 1~ 2-1S ~(

fl03 OOS oe

~ ( f -

INDWnlClA nXTII (HuOS)

(radu ISO 10 2(15 s~ oxc - I 171 lJ I 111 001 00]12 205 A ~ 01( -12 IIN IrWl

11 I ~ bull j 0 1)( 1Io ~

140

de motores y las companlas fabr icantes de aceites y aditivos en Europa estaacuten cooperando con el consejo europeo de coordinacioacuten (CEC) para desarrollar meacutetodos europeos normalizados de pruebas ya que algunos de los requerimientos funcionales de motores europeos difieren apreciablemente de los requerimientos de que se ocupan los requisitos API SF CC o CD Pero para determinar ciertos paraacutemetros de calidad se usan las pruebas de secuencias ASTM ya sea exclusivamente o como alternativas

Los objetivos del CCMC constituyen un factor importante en la comercializacioacuten en toda Europa de aceites para servicio La clase CCMC GL describe los requisitos miacuten imos de los miembros del CCMC para automoacuteviles de motores a gasolina La CCMC G3 describe un lubricante de calidad superior para motores a gasolina y que son exigidos por algunos miembros del CCMC G3 define un lubricante de alta calidad y baja viscosidad para motores a gasolina La CCMC PD-1 define un aceite apropiado para el uso en motores diese l de automoacuteviles de pasajeros y es exigida por algunos miembros de la CCMC La CCMC D1 describe requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural que trabajan en servicio de trabajo liviano La CCMC D2 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo pesado La CCMC D3 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo extrapesado e incluye una prueba de pul imento de la cara interior del cilindro

34 Clasificacioacuten militar (MIL)

Aunque las especificaciones militares no regulan los usos no militares (civiles) de los aceites muchos usuarios civiles solicitan aceites que han sido calificados bajo estos requisitos porque dichos aceites han tenido reacutecords de rendimientos exitosos Por esta razoacuten los fabricantes de aceites a menudo identifican sus productos con las especificaciones militares Estas especificaciones son cada vez maacutes exigentes en la medida que el desarrollo tecnoloacutegico de los motores avanza Ello imp lica que los motores modernos requieren aceites con mayor grado de refinac ioacuten y con mayor contenido de aditivos

Las maacuteximas especificaciones militares actuales son las Mil-L46152E para aceites de motores a gasolina y es cumplida por aceites de nivel SG de la API Para motores diesel reciente especificacioacuten y el desarrollo de motores diesel estaacute proyectado para cumpl ir con el nive l de calidad CG-4 Dentro de

141

las especificaciones militares conocidas hay algunas que ya son obsoletas y no estaacuten vigentes debido a que no cumplen con los requerimientos de lubricacioacuten de la nueva generacioacuten de motores Ver cuadro 40

35 Clasificacioacuten AGMA

El sistema AGMA (Asociacioacuten de fabricantes americanos de engranaJes) clasifica los aceites para engranajes fabricados bajo las normas y

especificaciones AGMA como se muestra en el cuadro 41

Las recomendaciones de lubricacioacuten en el sistema AGMA solo se utilizan para engranajes abiertos y reductor de veloc idad

36 Clasificacioacuten ASTM

El sistema ASTM unifica en un so lo valor la viscosidad de los aceites lubricantes medida en SSU A 100degF considerando el valor maacuteximo y miacutenimo Este sistema fue reemplazado po r el sistema ISO En el cuadro 42 se muestrEi el sistema ASTM para clas ificar ace ites industriales

37 Equivalencias entre los sistemas de clasificacioacuten

Al estar todos los anteriores sistemas de clasificacioacuten basados en la determinacioacuten de la viscosidad es posible y conveniente establecer las equivalencias entre los diferentes sistemas con el propoacutesito de seleccionar u homologar un lubricante en particular Es decir permite trasladarse de un Ulenguaje a otro facilitando la seleccioacuten y buacutesqueda del aceite mas adecuado En el cuadro 43 se presentan estas equivalencias

38 Clasificacioacuten de las grasas lubricantes

El Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) ha normalizado las grasas en funcioacuten de su consistencia (resistencia a la penetracioacuten) como se muestra en el cuadro 44

39 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos a gasolina

En los cuadros 45 46 se indica la clasificacioacuten establecidas para motores de1

dos tiempos que consumen como combustible gasolina sean refrigerados por aire o agua (cuadro 47)

142

CUADRO 40 Especificaciones militares para aceites automotores

Especificacioacuten Categoria militar API

MILL-21 04A CA

MIL -2104A CB Suplemento 1

MI L-L21 04B SCICC

MIL-L461 52B SFCC

MIL-L-46152 C SG

MIL-L45199B CD

MIL-L-21 040 SDCD

MIL-L21040 CE

MIL-L46152E

Fuente (Albarracin 1993)

Prueba ASTM

110

110

1110 VD

110 VC

SG

Propiedad medida

De lergencia

De tergencia

Protecclon contra la herrumbre

Proteccioacuten con tr la herrumbre

lottccioacuten contr i) 1) herrum re a alla s temperat ras control de edllllentos ltJ ala temperatur s

Proteccioacuten contra la herrumbre corrOSlon re sis tencia a oXidacioacuten proteccion al desgaste y contenido de detergencia-dispersan clltl

Proteccioacuten contra la form c ioacuten de depOacuteSitos debido al azufre del combustible

Protecclon contra I herrumbre con trol de sedimentos a bajas temperaturas y mayor efectiVidad de los aditivos de tergen te s-d Is pe rsa n tes

Consumo de acei te desgaste de ann il los depositos en los pistones y cant ida d de mat I ial carbonoso en el ace ite

Vigencia de la

especl ficacloacuten obsoleta

obso lela

Reemplaza la rvl1L-L4G152 y la MIL-L-46152A

SECC

Vigente

Obsoteta

Reemplaza I MI ~- L-15199B

Reempla za la MIL -L-2104A

MIL-L-2104A Suplemento 1 yl MIL -L -2104B

CUADRO 41 Clasificacioacuten AGMA para engranajes

NUMERO AGMA

VISCOSIDAD SSV100degC

MINIMA MAXIMA cstl378degC

MINIMA MAXIMA

1 193 235 414 50 0 22EP 284 347 612 74 8 33EP 417 510 900 1100 44EP 626 765 1350 1650 55EP 918 1122 1980 2420 6 6EP 1335 1632 2880 352 0

77compond 7EP 1919 2346 414 10 506 0

8 8compond 8EP 2837 3467 9000 11000 8 A compond 4171 5098 9000 11000

99 EP 6260 7650 1010EP 13350 16320 111 1 EP 19190 23460 1212EP 28370 34670 1313 EP210degC 850 1000

Fuente (Albarraciacuten 1993)

144

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

~~

uacute m a

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~ ~ rlt j ~ plm l middotshy-r-C iacute o aa

middot - -- ~1 ~ _ _ 1 - - ---shy - I- ~) ~

-J ~

I ~ r

FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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CATERPILLAR El aceite lubricante y su motor S F 27 p

ESSO Lubricaci6n de motores diese l industriales estacionarios s f 33 p

195

3122 Aceites para motores diesel (ACPM )

En el cuadro 35 se resumen las exigencias a que se encuentra sometido un lubricante diesel y la propiedad del acei te que le permite superar la De ella

CUADRO 35 Exigencias sobre Lubricantes Diesel

PROBLEMA EN EL MOTOR

CAUSA PROPIEDAD DEL LUBRICANTE PARA

SU CONTROL

Friccioacuten y desgaste Altas presiones de trabajo

VIscosidad Antidesgaste

ba la punto de fluid ez

Ca lentamiento Partes dlficl les de refrigerar como el

pistoacuten

Conductividad Teacutermica Mejoradores de

Viscosidad

Depoacutesitos Holliacuten Gomas Lacas

Dificultades de la combustioacuten

Detergente y Dlspersante

Lodos Oxidacioacuten Lubricante suciedad

en el aire adm itid o I

Ant ioxidante Antiespumante

Dispersante

Herrumbre Ox id acioacuten metaacutelica Inhibldor de Corrosioacuten Dispersante

Presencia de aacutecido Combustioacuten de azufre baja temperatura y

oxidacioacuten del lubricante

Alcalinidad (TBN )

EspacIo libre entre Pistoacuten y cilindro

Desgaste - anillos cilindros

Viscosidad

Fuente (Nintildeo 1993)

133

se desprend~ que un lubricante diese l debe tener un valor apropiado de viscosidad y ademaacutes de propiedad es detergentes dlspersantes antioxidantes y capacidad para neutralizar aacuteCidos

En cuadro 36 y figura 32 se sentildealan la clasificacioacuten A PI para aceites de motores diesel algunas caracteriacutest icas y niveles de control y calidad

La calidad o el servicio reportado por API crece literalmente y es indicativo que los aceites presentan mas y mejores ad it iVOS lo cual refleja una mayor proteccioacuten para el motor

3 12 3 Aceites para engranajes

La designacioacuten de servicio de lubricantes API para transmisiones manuales y ejes automotrices estaacuten basados en el tipO de unidad de engranaje y en el grado de proteccioacuten ant idesgaste EP que se necesita Identifica el tipo de servicio de acuerdo con dos letras (GL Gear Lubricante) y con un nuacutemero (del 1 al 6) En e l cuadro 37 se muestran las caracteriacutesticas y especificaciones

Es conveniente sentildealar que en el mercado estan disponibles aceites multipropoacutesitos los cuales pueden ser utilizados para todos los sistemas o mecanismos de maacutequinas automotr ices Otros lo son para determinar sistemas por ejemplo T ransmisiones frenos sistemas hidraul lcos

32 Aceites industriales

Como su nombre lo indica son aceites fo rmulados paa trabajoacute en plantas industriales lubricando equ ipos como reductores compresores bomba s sistemas hidraacuteulicas herramientas neumaacuteticas turbinas de vapor etc

32 1 Clasificacioacuten ISO

Los lubricantes industriales se basan en la claSificac ioacuten o normas propuestas por la organizacioacuten internacional para la estandarizacioacuten (I SO) y vigentes desde 1975 pero puestas en practica a par11r de 1979 Estas normas establecen varios grados de acuerdo a su vIsco sidad y se expresa mediante nuacutemeros que corresponden a la vIscosidad promedio en centistokes (cst) halladas en pruebas a 40deg C Ver cuadro 38

134

CUADRO 36 Especificacioacuten API para los aceites de motores diesel

IFICACION API

TI PO SERVIC IO C RAC [ RISTICAS D I AC EITE

CA Para motores dlesel de trabajo livia no asplla clon

nalural

Ace lliquest S ll l( s ~l l s f a cen la espec lfl coclon

mlI tar MI L I 04A I-r oteCClon Co rrOSlon lorn aClon depositas

en mOlores dlese l con combustibles al ta Cil l ad

CB Pa ra moto res de Irabalo liviano a moderado

Satls lace la es eClflcaclon desgas te fiexclmaclorl de depoacuteSitos con combustible s

de n middotemiddot - Sil l a (a ilo con tenid o de azufre )

CC Pa ra moores lee l Irab_ moderado a severo y atgunos motores a gasolln

de servicio severo asprraclon natural o turbo

~ Jt lsface) I speclfcaclOn m ili ta r M II -L 2 i 04B 1r1 middotL 4G 152 Pro tecclon eVita dcpCSI Js a ali as temperatura s he rrumbre y cor Oj ~

CcrrOS1Cr1 y deposltos a oajas ternpe ra lura s n mo oles J asollna

CD Para motores dles el de trabaja severo asplfaclon natural o turbo alimentado

Sa tisfacen la especl fl caclon ml ll ar MIImiddotL 45 199B e MII- L -L 104C Proteclon Desgaste formaclon e OSltOS con com slb les de diversas ca lid ad es y

OlOSIOl

CE Maquina pesada que trabaja en condiCione s cri ti cas aspiracioacuten natura l o turbo Maquinas fabrrcadas a partir del 83

Siexclt sfacen la espectflcaclon m ilitar Iv II L 2 1040 Protecclon rormaclon deposllo S alta s y bajaS temperat ura s desg as te oXldaclon y

corfO S1C

CF-4

CG-4

Motores sobre ca rga dos a alta s cargas Trabaja pesada

Acei te tipO multlgrado 15W4 0 control a mejor los a peslt s y el consumo de aceile Ace ite n ul lg raLl o Protecclon des as te 1 1Jr10rc ma yor TBN

Fuente (Esso 1994 Ruiz 1992)

135

NIVEL DE

PROTECCION

~ _-- shy -shy Imll~~~~JJ

NIVEL DE CA CS CC CD CE CF-4 CALIDAD APl

ANtildeO DE 1940 1

1949 195~ 195~ 987 199 lNTRODUCCION

W4l DEPOSITOS EN EL PISTON 1111 II lCONTROL DE ESPESAMIshy

aOlom CORROSION DE COJINETE fNTO POR HOLLlN

E=31 [)[SGASTE CORROSIVO MM CONTROL DE DeuroSGASTE

L-_-IJ CONTROl DE LODOS DE RAYADURlS DE ANILLOS Y

BAJA nMPERATURA CANISA

~traquo~~--SS$~ PROTECCIOH 1CONTROL DE CONSUMO

ANTlHERRUMSR DE ACEITE

FIGURA 32 Desarrollo del nivel de calidad para motores diesel

Fuente (Albarraciacuten 1993)

136

CUADRO 37 Especificaciones API para los ace ites de engranajes

Condiciones I Carac teri stl cas

API Tipo de Especificacion es

de ope rac ioacuten

engranajes

No contienen EP Hellcolda les

Carga liviana bajaCoacutenicos GL-1 ni modificadores

y sin fin corona presioacuten y

de friccioacuten deslizamiento

Protecclon a

hel lcoidales Muy liviana baja Con lcos GL-2

Herrumbre

y sin fin corona preslon

oX ldaclon espumas y depresor punto de fluidez

BaJo EP cond lco es de Jesllzan lento

ModerauJsCoronaGL-3

I carga y elocldad

Medio EPSeveras condiCionesTodos los tipOS con particular

GL-4 de deslizamiento

hipoida les ve locidad y carga MiI -L -2 105

Alto EP CondiCionesTodos los tipOS en part icula r

GL-5 severas de

hlpoldales presioacuten choque v desl iza miento MII-L-2105B

I alto EP (conCondic iones Todos los tipOS

seve ras de GL-6

modi fi cad ores de

choque y fr iccioacuten)

desllz - I I( n o

I

Fuente (Esso 1994 Terpel)

I

137

CUADRO 38 Vaores viscosidad en el sistema de clasificaci oacuten ISO

Grado cSt40degC ss u100o F ssu21 degF ISO (378degC) (987degC)

Min Max Mn Max Mm Max

2 198 - 242 32 8 - 344 3 288 - 352 360 382 5 4 14 - 506 404 - 43 5 7 612 - 748 472 52 0 10 900 - 11 00 576 65 3 346 357

15 1350 - 1650 758 - 89 1 370 383

22 1980 - 2420 1050 - 126 0 397 414

32 2880 - 35 20 1490 - 1820 430 450

46 4140 - 50 60 214 0 - 262 0 47 1 49 9

68 6120 - 7480 3170 - 389 0 529 569

100 900 - 11 00 4690 - 575 O 6 12 6690

150 1350 - 1650 709 0 - 87 iacute O 738 819

220 1980 - 2420 1047 0-12830 904 1010

320 2880 - 3520 1533 0- 18810 1120 1260 -

460 4140 - 506 0 22140-2 71 90 1390 1580

680 6120 - 7480 32980-4048 0 1780 2020

1000 9000 -11000 48640 - 59750 2260 2560-

1500 13500 -165 0 78650 - 90790 291 0 - 331 0

Fuente (Albarraciacuten 1992 Benitez 1992)

138

La mayoriacutea de los lubricantes especifican cada tipO de aceite de acuerdo a un nombre y a un numero El nombre es caracteriacutestico de la empresa y es particular para la aplicaCioacuten que fue disentildeado El nuacutemero corresponde algrado ISO del lubricante o sea a su vIscosidad Lo anterior permite hallar mas faacutecilmente a los aceites equivalentes entre las diferentes marcas En el cuadro 39 se relacionan algunas propiedades de aceites industriales (seguacuten norma ISO) con su perspectiva aplicacioacuten

3211 Caracteriacutesticas de las normas ISO

Los siguientes aspectos son necesarios conSiderar en la claSificacioacuten ISO

Umcamente clasifican los aceites industriales

Unicamente relaCiona la VISCOSidad del aceite mas no su calidad

El grado ISO debe aparecer al final de nombre comerCial del aceite cualquiera sea su marca

En maqUinaria y equipo agriacutecola es de uso corriente la utilizaCioacuten de aceites en sistemas hidraacuteulicas especificados normalmente bajo norma SAE dada la existencia de aceites multipropoacutesltos para transmisiones mecaacutenicas direccioacuten y sistemas hidraacuteulicas Es Igualmente conveniente aclarar que un aceite lubricante automotor se puede utilizar en lubricacioacuten industrial a un mayor costo en cambio los lubricantes industriales no se pueden utilizar en lubricacioacuten automotriz debido a que las condiciones de operacioacuten a las cuales van a estar expuestos y a que sus caracteriacutesticas son completamente diacuteferentes

33 Clasificacioacuten ccmc

En Europa los motores por su menor cilindrada sus eXigencias resultan diferentes a las americanas Igualmente por razones de prestigiO el CCMC establecioacute en 1977 sus propias especificaCiones

El sistema de clasificaCioacuten del comiteacute de construcciones de automoacuteviles del mercado comuacuten (CCMC) es una organizacioacuten de fabricantes de automoacuteviles de pasajeros camionetas y vehiacuteculos comerCiales europeos Su comiteacute de combustibles y lubricantes desarrolloacute las secuencias europeas de aceites de llenado en servicio para motores a gasolina y diesel Las secuencias europeas del CCMC para aceites de servicio sentildealan los reqUisitos e intereacutes comuacuten Ademaacutes cada miembro (Rover Oaimler - Benz Peugeot Volkswagen) pueden imponer sus requisitos particulares Los fabricantes

139

CUADRO 39 Propiedades fisicoquiacutemicas de algunos aceites lubricantes industriales (norma ISO)

VIIbullbullud IMk~~ Cn~obd P_bullbullc PunID d Plo d Hnlduo d N~ro d e$c 1sHa1bullbull4I IIiexclwclnCI nuldtz InnlDlCloacuten Combulllon Color rubon ntulrUucln

TIPODEACElTE WC 100( cm) C C -C aacrICOIllCrbullbullc pcI4gt METODO ASTM

()U D-445 D-S67 D-W D-87 Diexcl I)y~ D-1500 0-18 ~ oshySLcrrEMAS HIDKAUUCOS Grado ISO 32 310 S3 100 0870 -29 210 m 15 001 02-05 DI

68 650 81 99 0870 -20 230 2M lS 002 t1~-D5 100 n2O 127 95 0885 -20 24~ 27~ 25 020 01005

MAQUINAS HEKRAMIElITAS Grado ISO 6IS 670 78 15 O92D -JO 190 21~ 75 02 O08

220 2100 Hi3 75 O92D -22 214 24S 80 02 OJQ

MAQUI NAS PAPElERAS (Corrugador) (irlldo lSO 150 1580 14 HlO OK17 - JO 261 J4I5 4S 04-08 OU-IO OH

UD 21amp0 200 lOO Uxtl -lO 214 ~IO 50 04-0amp OlS-lO OJt4

HEKRAMIElITAS NEUMATICAS

--Joshy

Grado ISO 46 440 62 01-092 -4 174 204 -1 O4)S 032-06 001 100 110 96 f - - 093 -J] 201 23S 4middot5 0210 Q32 001

150 Jf5O 119 092 -~ 2)q 235 (8 030 031 001_ 1 f~ bull 1 (

COMJgtRESORE5 1)[ lUmiddotICI([IltACIO (iexclriexclauu ISO 2Z 217 39 60-70 OH9(1 174 IYl 10 001 OD2- ~

46 43Il 51 65 O) J(l -40 11)0 21Z IS 002 - U02 ~ ~68 (H O 7~ ~ 0)20 - 7 21(0 ~~() 15 r 002 OO al COM PRESORES DE GA Criexcl4 1SO 100 1110 120 80 11888 - 20 2AO 271 40 101 30

RODAMIINTOS lE

IJOLLI V IWUlLLOS c r4e ISO 700 80- lOO 087)85 -15 2]2 265 10 Oos (J ](1 Irml-jl

CILlNVROS DE AI()Jt Grado ISO 4(0 4750 -Oi 100 O lt)J - 10 271 31 ( lt 5 0 3-07i 015

QiO (lOO nIJ )5 0918 -3 1J9 31- vtruc 0 10 lOO(J n(Ju ~ 11 JO Olt)2(] - 1 288 31) VlI d 15(10 IWOO (omiddot I() JI U1)0 - 1 bull 313 3gt1 crdc

middotllJIUIINA m VIOt Grado ISO 32 3~U 5S 112 Uampgtl1 -23 208 2gt1 l ~ UOI Ou7 Itl(lt (i 0 I- 105 0370 -11 ~12 21(J 002 ~ rI 008 04J(kl JIIl I 1211 lO UftIO - 1~ 2-1S ~(

fl03 OOS oe

~ ( f -

INDWnlClA nXTII (HuOS)

(radu ISO 10 2(15 s~ oxc - I 171 lJ I 111 001 00]12 205 A ~ 01( -12 IIN IrWl

11 I ~ bull j 0 1)( 1Io ~

140

de motores y las companlas fabr icantes de aceites y aditivos en Europa estaacuten cooperando con el consejo europeo de coordinacioacuten (CEC) para desarrollar meacutetodos europeos normalizados de pruebas ya que algunos de los requerimientos funcionales de motores europeos difieren apreciablemente de los requerimientos de que se ocupan los requisitos API SF CC o CD Pero para determinar ciertos paraacutemetros de calidad se usan las pruebas de secuencias ASTM ya sea exclusivamente o como alternativas

Los objetivos del CCMC constituyen un factor importante en la comercializacioacuten en toda Europa de aceites para servicio La clase CCMC GL describe los requisitos miacuten imos de los miembros del CCMC para automoacuteviles de motores a gasolina La CCMC G3 describe un lubricante de calidad superior para motores a gasolina y que son exigidos por algunos miembros del CCMC G3 define un lubricante de alta calidad y baja viscosidad para motores a gasolina La CCMC PD-1 define un aceite apropiado para el uso en motores diese l de automoacuteviles de pasajeros y es exigida por algunos miembros de la CCMC La CCMC D1 describe requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural que trabajan en servicio de trabajo liviano La CCMC D2 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo pesado La CCMC D3 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo extrapesado e incluye una prueba de pul imento de la cara interior del cilindro

34 Clasificacioacuten militar (MIL)

Aunque las especificaciones militares no regulan los usos no militares (civiles) de los aceites muchos usuarios civiles solicitan aceites que han sido calificados bajo estos requisitos porque dichos aceites han tenido reacutecords de rendimientos exitosos Por esta razoacuten los fabricantes de aceites a menudo identifican sus productos con las especificaciones militares Estas especificaciones son cada vez maacutes exigentes en la medida que el desarrollo tecnoloacutegico de los motores avanza Ello imp lica que los motores modernos requieren aceites con mayor grado de refinac ioacuten y con mayor contenido de aditivos

Las maacuteximas especificaciones militares actuales son las Mil-L46152E para aceites de motores a gasolina y es cumplida por aceites de nivel SG de la API Para motores diesel reciente especificacioacuten y el desarrollo de motores diesel estaacute proyectado para cumpl ir con el nive l de calidad CG-4 Dentro de

141

las especificaciones militares conocidas hay algunas que ya son obsoletas y no estaacuten vigentes debido a que no cumplen con los requerimientos de lubricacioacuten de la nueva generacioacuten de motores Ver cuadro 40

35 Clasificacioacuten AGMA

El sistema AGMA (Asociacioacuten de fabricantes americanos de engranaJes) clasifica los aceites para engranajes fabricados bajo las normas y

especificaciones AGMA como se muestra en el cuadro 41

Las recomendaciones de lubricacioacuten en el sistema AGMA solo se utilizan para engranajes abiertos y reductor de veloc idad

36 Clasificacioacuten ASTM

El sistema ASTM unifica en un so lo valor la viscosidad de los aceites lubricantes medida en SSU A 100degF considerando el valor maacuteximo y miacutenimo Este sistema fue reemplazado po r el sistema ISO En el cuadro 42 se muestrEi el sistema ASTM para clas ificar ace ites industriales

37 Equivalencias entre los sistemas de clasificacioacuten

Al estar todos los anteriores sistemas de clasificacioacuten basados en la determinacioacuten de la viscosidad es posible y conveniente establecer las equivalencias entre los diferentes sistemas con el propoacutesito de seleccionar u homologar un lubricante en particular Es decir permite trasladarse de un Ulenguaje a otro facilitando la seleccioacuten y buacutesqueda del aceite mas adecuado En el cuadro 43 se presentan estas equivalencias

38 Clasificacioacuten de las grasas lubricantes

El Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) ha normalizado las grasas en funcioacuten de su consistencia (resistencia a la penetracioacuten) como se muestra en el cuadro 44

39 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos a gasolina

En los cuadros 45 46 se indica la clasificacioacuten establecidas para motores de1

dos tiempos que consumen como combustible gasolina sean refrigerados por aire o agua (cuadro 47)

142

CUADRO 40 Especificaciones militares para aceites automotores

Especificacioacuten Categoria militar API

MILL-21 04A CA

MIL -2104A CB Suplemento 1

MI L-L21 04B SCICC

MIL-L461 52B SFCC

MIL-L-46152 C SG

MIL-L45199B CD

MIL-L-21 040 SDCD

MIL-L21040 CE

MIL-L46152E

Fuente (Albarracin 1993)

Prueba ASTM

110

110

1110 VD

110 VC

SG

Propiedad medida

De lergencia

De tergencia

Protecclon contra la herrumbre

Proteccioacuten con tr la herrumbre

lottccioacuten contr i) 1) herrum re a alla s temperat ras control de edllllentos ltJ ala temperatur s

Proteccioacuten contra la herrumbre corrOSlon re sis tencia a oXidacioacuten proteccion al desgaste y contenido de detergencia-dispersan clltl

Proteccioacuten contra la form c ioacuten de depOacuteSitos debido al azufre del combustible

Protecclon contra I herrumbre con trol de sedimentos a bajas temperaturas y mayor efectiVidad de los aditivos de tergen te s-d Is pe rsa n tes

Consumo de acei te desgaste de ann il los depositos en los pistones y cant ida d de mat I ial carbonoso en el ace ite

Vigencia de la

especl ficacloacuten obsoleta

obso lela

Reemplaza la rvl1L-L4G152 y la MIL-L-46152A

SECC

Vigente

Obsoteta

Reemplaza I MI ~- L-15199B

Reempla za la MIL -L-2104A

MIL-L-2104A Suplemento 1 yl MIL -L -2104B

CUADRO 41 Clasificacioacuten AGMA para engranajes

NUMERO AGMA

VISCOSIDAD SSV100degC

MINIMA MAXIMA cstl378degC

MINIMA MAXIMA

1 193 235 414 50 0 22EP 284 347 612 74 8 33EP 417 510 900 1100 44EP 626 765 1350 1650 55EP 918 1122 1980 2420 6 6EP 1335 1632 2880 352 0

77compond 7EP 1919 2346 414 10 506 0

8 8compond 8EP 2837 3467 9000 11000 8 A compond 4171 5098 9000 11000

99 EP 6260 7650 1010EP 13350 16320 111 1 EP 19190 23460 1212EP 28370 34670 1313 EP210degC 850 1000

Fuente (Albarraciacuten 1993)

144

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

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FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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195

se desprend~ que un lubricante diese l debe tener un valor apropiado de viscosidad y ademaacutes de propiedad es detergentes dlspersantes antioxidantes y capacidad para neutralizar aacuteCidos

En cuadro 36 y figura 32 se sentildealan la clasificacioacuten A PI para aceites de motores diesel algunas caracteriacutest icas y niveles de control y calidad

La calidad o el servicio reportado por API crece literalmente y es indicativo que los aceites presentan mas y mejores ad it iVOS lo cual refleja una mayor proteccioacuten para el motor

3 12 3 Aceites para engranajes

La designacioacuten de servicio de lubricantes API para transmisiones manuales y ejes automotrices estaacuten basados en el tipO de unidad de engranaje y en el grado de proteccioacuten ant idesgaste EP que se necesita Identifica el tipo de servicio de acuerdo con dos letras (GL Gear Lubricante) y con un nuacutemero (del 1 al 6) En e l cuadro 37 se muestran las caracteriacutesticas y especificaciones

Es conveniente sentildealar que en el mercado estan disponibles aceites multipropoacutesitos los cuales pueden ser utilizados para todos los sistemas o mecanismos de maacutequinas automotr ices Otros lo son para determinar sistemas por ejemplo T ransmisiones frenos sistemas hidraul lcos

32 Aceites industriales

Como su nombre lo indica son aceites fo rmulados paa trabajoacute en plantas industriales lubricando equ ipos como reductores compresores bomba s sistemas hidraacuteulicas herramientas neumaacuteticas turbinas de vapor etc

32 1 Clasificacioacuten ISO

Los lubricantes industriales se basan en la claSificac ioacuten o normas propuestas por la organizacioacuten internacional para la estandarizacioacuten (I SO) y vigentes desde 1975 pero puestas en practica a par11r de 1979 Estas normas establecen varios grados de acuerdo a su vIsco sidad y se expresa mediante nuacutemeros que corresponden a la vIscosidad promedio en centistokes (cst) halladas en pruebas a 40deg C Ver cuadro 38

134

CUADRO 36 Especificacioacuten API para los aceites de motores diesel

IFICACION API

TI PO SERVIC IO C RAC [ RISTICAS D I AC EITE

CA Para motores dlesel de trabajo livia no asplla clon

nalural

Ace lliquest S ll l( s ~l l s f a cen la espec lfl coclon

mlI tar MI L I 04A I-r oteCClon Co rrOSlon lorn aClon depositas

en mOlores dlese l con combustibles al ta Cil l ad

CB Pa ra moto res de Irabalo liviano a moderado

Satls lace la es eClflcaclon desgas te fiexclmaclorl de depoacuteSitos con combustible s

de n middotemiddot - Sil l a (a ilo con tenid o de azufre )

CC Pa ra moores lee l Irab_ moderado a severo y atgunos motores a gasolln

de servicio severo asprraclon natural o turbo

~ Jt lsface) I speclfcaclOn m ili ta r M II -L 2 i 04B 1r1 middotL 4G 152 Pro tecclon eVita dcpCSI Js a ali as temperatura s he rrumbre y cor Oj ~

CcrrOS1Cr1 y deposltos a oajas ternpe ra lura s n mo oles J asollna

CD Para motores dles el de trabaja severo asplfaclon natural o turbo alimentado

Sa tisfacen la especl fl caclon ml ll ar MIImiddotL 45 199B e MII- L -L 104C Proteclon Desgaste formaclon e OSltOS con com slb les de diversas ca lid ad es y

OlOSIOl

CE Maquina pesada que trabaja en condiCione s cri ti cas aspiracioacuten natura l o turbo Maquinas fabrrcadas a partir del 83

Siexclt sfacen la espectflcaclon m ilitar Iv II L 2 1040 Protecclon rormaclon deposllo S alta s y bajaS temperat ura s desg as te oXldaclon y

corfO S1C

CF-4

CG-4

Motores sobre ca rga dos a alta s cargas Trabaja pesada

Acei te tipO multlgrado 15W4 0 control a mejor los a peslt s y el consumo de aceile Ace ite n ul lg raLl o Protecclon des as te 1 1Jr10rc ma yor TBN

Fuente (Esso 1994 Ruiz 1992)

135

NIVEL DE

PROTECCION

~ _-- shy -shy Imll~~~~JJ

NIVEL DE CA CS CC CD CE CF-4 CALIDAD APl

ANtildeO DE 1940 1

1949 195~ 195~ 987 199 lNTRODUCCION

W4l DEPOSITOS EN EL PISTON 1111 II lCONTROL DE ESPESAMIshy

aOlom CORROSION DE COJINETE fNTO POR HOLLlN

E=31 [)[SGASTE CORROSIVO MM CONTROL DE DeuroSGASTE

L-_-IJ CONTROl DE LODOS DE RAYADURlS DE ANILLOS Y

BAJA nMPERATURA CANISA

~traquo~~--SS$~ PROTECCIOH 1CONTROL DE CONSUMO

ANTlHERRUMSR DE ACEITE

FIGURA 32 Desarrollo del nivel de calidad para motores diesel

Fuente (Albarraciacuten 1993)

136

CUADRO 37 Especificaciones API para los ace ites de engranajes

Condiciones I Carac teri stl cas

API Tipo de Especificacion es

de ope rac ioacuten

engranajes

No contienen EP Hellcolda les

Carga liviana bajaCoacutenicos GL-1 ni modificadores

y sin fin corona presioacuten y

de friccioacuten deslizamiento

Protecclon a

hel lcoidales Muy liviana baja Con lcos GL-2

Herrumbre

y sin fin corona preslon

oX ldaclon espumas y depresor punto de fluidez

BaJo EP cond lco es de Jesllzan lento

ModerauJsCoronaGL-3

I carga y elocldad

Medio EPSeveras condiCionesTodos los tipOS con particular

GL-4 de deslizamiento

hipoida les ve locidad y carga MiI -L -2 105

Alto EP CondiCionesTodos los tipOS en part icula r

GL-5 severas de

hlpoldales presioacuten choque v desl iza miento MII-L-2105B

I alto EP (conCondic iones Todos los tipOS

seve ras de GL-6

modi fi cad ores de

choque y fr iccioacuten)

desllz - I I( n o

I

Fuente (Esso 1994 Terpel)

I

137

CUADRO 38 Vaores viscosidad en el sistema de clasificaci oacuten ISO

Grado cSt40degC ss u100o F ssu21 degF ISO (378degC) (987degC)

Min Max Mn Max Mm Max

2 198 - 242 32 8 - 344 3 288 - 352 360 382 5 4 14 - 506 404 - 43 5 7 612 - 748 472 52 0 10 900 - 11 00 576 65 3 346 357

15 1350 - 1650 758 - 89 1 370 383

22 1980 - 2420 1050 - 126 0 397 414

32 2880 - 35 20 1490 - 1820 430 450

46 4140 - 50 60 214 0 - 262 0 47 1 49 9

68 6120 - 7480 3170 - 389 0 529 569

100 900 - 11 00 4690 - 575 O 6 12 6690

150 1350 - 1650 709 0 - 87 iacute O 738 819

220 1980 - 2420 1047 0-12830 904 1010

320 2880 - 3520 1533 0- 18810 1120 1260 -

460 4140 - 506 0 22140-2 71 90 1390 1580

680 6120 - 7480 32980-4048 0 1780 2020

1000 9000 -11000 48640 - 59750 2260 2560-

1500 13500 -165 0 78650 - 90790 291 0 - 331 0

Fuente (Albarraciacuten 1992 Benitez 1992)

138

La mayoriacutea de los lubricantes especifican cada tipO de aceite de acuerdo a un nombre y a un numero El nombre es caracteriacutestico de la empresa y es particular para la aplicaCioacuten que fue disentildeado El nuacutemero corresponde algrado ISO del lubricante o sea a su vIscosidad Lo anterior permite hallar mas faacutecilmente a los aceites equivalentes entre las diferentes marcas En el cuadro 39 se relacionan algunas propiedades de aceites industriales (seguacuten norma ISO) con su perspectiva aplicacioacuten

3211 Caracteriacutesticas de las normas ISO

Los siguientes aspectos son necesarios conSiderar en la claSificacioacuten ISO

Umcamente clasifican los aceites industriales

Unicamente relaCiona la VISCOSidad del aceite mas no su calidad

El grado ISO debe aparecer al final de nombre comerCial del aceite cualquiera sea su marca

En maqUinaria y equipo agriacutecola es de uso corriente la utilizaCioacuten de aceites en sistemas hidraacuteulicas especificados normalmente bajo norma SAE dada la existencia de aceites multipropoacutesltos para transmisiones mecaacutenicas direccioacuten y sistemas hidraacuteulicas Es Igualmente conveniente aclarar que un aceite lubricante automotor se puede utilizar en lubricacioacuten industrial a un mayor costo en cambio los lubricantes industriales no se pueden utilizar en lubricacioacuten automotriz debido a que las condiciones de operacioacuten a las cuales van a estar expuestos y a que sus caracteriacutesticas son completamente diacuteferentes

33 Clasificacioacuten ccmc

En Europa los motores por su menor cilindrada sus eXigencias resultan diferentes a las americanas Igualmente por razones de prestigiO el CCMC establecioacute en 1977 sus propias especificaCiones

El sistema de clasificaCioacuten del comiteacute de construcciones de automoacuteviles del mercado comuacuten (CCMC) es una organizacioacuten de fabricantes de automoacuteviles de pasajeros camionetas y vehiacuteculos comerCiales europeos Su comiteacute de combustibles y lubricantes desarrolloacute las secuencias europeas de aceites de llenado en servicio para motores a gasolina y diesel Las secuencias europeas del CCMC para aceites de servicio sentildealan los reqUisitos e intereacutes comuacuten Ademaacutes cada miembro (Rover Oaimler - Benz Peugeot Volkswagen) pueden imponer sus requisitos particulares Los fabricantes

139

CUADRO 39 Propiedades fisicoquiacutemicas de algunos aceites lubricantes industriales (norma ISO)

VIIbullbullud IMk~~ Cn~obd P_bullbullc PunID d Plo d Hnlduo d N~ro d e$c 1sHa1bullbull4I IIiexclwclnCI nuldtz InnlDlCloacuten Combulllon Color rubon ntulrUucln

TIPODEACElTE WC 100( cm) C C -C aacrICOIllCrbullbullc pcI4gt METODO ASTM

()U D-445 D-S67 D-W D-87 Diexcl I)y~ D-1500 0-18 ~ oshySLcrrEMAS HIDKAUUCOS Grado ISO 32 310 S3 100 0870 -29 210 m 15 001 02-05 DI

68 650 81 99 0870 -20 230 2M lS 002 t1~-D5 100 n2O 127 95 0885 -20 24~ 27~ 25 020 01005

MAQUINAS HEKRAMIElITAS Grado ISO 6IS 670 78 15 O92D -JO 190 21~ 75 02 O08

220 2100 Hi3 75 O92D -22 214 24S 80 02 OJQ

MAQUI NAS PAPElERAS (Corrugador) (irlldo lSO 150 1580 14 HlO OK17 - JO 261 J4I5 4S 04-08 OU-IO OH

UD 21amp0 200 lOO Uxtl -lO 214 ~IO 50 04-0amp OlS-lO OJt4

HEKRAMIElITAS NEUMATICAS

--Joshy

Grado ISO 46 440 62 01-092 -4 174 204 -1 O4)S 032-06 001 100 110 96 f - - 093 -J] 201 23S 4middot5 0210 Q32 001

150 Jf5O 119 092 -~ 2)q 235 (8 030 031 001_ 1 f~ bull 1 (

COMJgtRESORE5 1)[ lUmiddotICI([IltACIO (iexclriexclauu ISO 2Z 217 39 60-70 OH9(1 174 IYl 10 001 OD2- ~

46 43Il 51 65 O) J(l -40 11)0 21Z IS 002 - U02 ~ ~68 (H O 7~ ~ 0)20 - 7 21(0 ~~() 15 r 002 OO al COM PRESORES DE GA Criexcl4 1SO 100 1110 120 80 11888 - 20 2AO 271 40 101 30

RODAMIINTOS lE

IJOLLI V IWUlLLOS c r4e ISO 700 80- lOO 087)85 -15 2]2 265 10 Oos (J ](1 Irml-jl

CILlNVROS DE AI()Jt Grado ISO 4(0 4750 -Oi 100 O lt)J - 10 271 31 ( lt 5 0 3-07i 015

QiO (lOO nIJ )5 0918 -3 1J9 31- vtruc 0 10 lOO(J n(Ju ~ 11 JO Olt)2(] - 1 288 31) VlI d 15(10 IWOO (omiddot I() JI U1)0 - 1 bull 313 3gt1 crdc

middotllJIUIINA m VIOt Grado ISO 32 3~U 5S 112 Uampgtl1 -23 208 2gt1 l ~ UOI Ou7 Itl(lt (i 0 I- 105 0370 -11 ~12 21(J 002 ~ rI 008 04J(kl JIIl I 1211 lO UftIO - 1~ 2-1S ~(

fl03 OOS oe

~ ( f -

INDWnlClA nXTII (HuOS)

(radu ISO 10 2(15 s~ oxc - I 171 lJ I 111 001 00]12 205 A ~ 01( -12 IIN IrWl

11 I ~ bull j 0 1)( 1Io ~

140

de motores y las companlas fabr icantes de aceites y aditivos en Europa estaacuten cooperando con el consejo europeo de coordinacioacuten (CEC) para desarrollar meacutetodos europeos normalizados de pruebas ya que algunos de los requerimientos funcionales de motores europeos difieren apreciablemente de los requerimientos de que se ocupan los requisitos API SF CC o CD Pero para determinar ciertos paraacutemetros de calidad se usan las pruebas de secuencias ASTM ya sea exclusivamente o como alternativas

Los objetivos del CCMC constituyen un factor importante en la comercializacioacuten en toda Europa de aceites para servicio La clase CCMC GL describe los requisitos miacuten imos de los miembros del CCMC para automoacuteviles de motores a gasolina La CCMC G3 describe un lubricante de calidad superior para motores a gasolina y que son exigidos por algunos miembros del CCMC G3 define un lubricante de alta calidad y baja viscosidad para motores a gasolina La CCMC PD-1 define un aceite apropiado para el uso en motores diese l de automoacuteviles de pasajeros y es exigida por algunos miembros de la CCMC La CCMC D1 describe requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural que trabajan en servicio de trabajo liviano La CCMC D2 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo pesado La CCMC D3 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo extrapesado e incluye una prueba de pul imento de la cara interior del cilindro

34 Clasificacioacuten militar (MIL)

Aunque las especificaciones militares no regulan los usos no militares (civiles) de los aceites muchos usuarios civiles solicitan aceites que han sido calificados bajo estos requisitos porque dichos aceites han tenido reacutecords de rendimientos exitosos Por esta razoacuten los fabricantes de aceites a menudo identifican sus productos con las especificaciones militares Estas especificaciones son cada vez maacutes exigentes en la medida que el desarrollo tecnoloacutegico de los motores avanza Ello imp lica que los motores modernos requieren aceites con mayor grado de refinac ioacuten y con mayor contenido de aditivos

Las maacuteximas especificaciones militares actuales son las Mil-L46152E para aceites de motores a gasolina y es cumplida por aceites de nivel SG de la API Para motores diesel reciente especificacioacuten y el desarrollo de motores diesel estaacute proyectado para cumpl ir con el nive l de calidad CG-4 Dentro de

141

las especificaciones militares conocidas hay algunas que ya son obsoletas y no estaacuten vigentes debido a que no cumplen con los requerimientos de lubricacioacuten de la nueva generacioacuten de motores Ver cuadro 40

35 Clasificacioacuten AGMA

El sistema AGMA (Asociacioacuten de fabricantes americanos de engranaJes) clasifica los aceites para engranajes fabricados bajo las normas y

especificaciones AGMA como se muestra en el cuadro 41

Las recomendaciones de lubricacioacuten en el sistema AGMA solo se utilizan para engranajes abiertos y reductor de veloc idad

36 Clasificacioacuten ASTM

El sistema ASTM unifica en un so lo valor la viscosidad de los aceites lubricantes medida en SSU A 100degF considerando el valor maacuteximo y miacutenimo Este sistema fue reemplazado po r el sistema ISO En el cuadro 42 se muestrEi el sistema ASTM para clas ificar ace ites industriales

37 Equivalencias entre los sistemas de clasificacioacuten

Al estar todos los anteriores sistemas de clasificacioacuten basados en la determinacioacuten de la viscosidad es posible y conveniente establecer las equivalencias entre los diferentes sistemas con el propoacutesito de seleccionar u homologar un lubricante en particular Es decir permite trasladarse de un Ulenguaje a otro facilitando la seleccioacuten y buacutesqueda del aceite mas adecuado En el cuadro 43 se presentan estas equivalencias

38 Clasificacioacuten de las grasas lubricantes

El Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) ha normalizado las grasas en funcioacuten de su consistencia (resistencia a la penetracioacuten) como se muestra en el cuadro 44

39 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos a gasolina

En los cuadros 45 46 se indica la clasificacioacuten establecidas para motores de1

dos tiempos que consumen como combustible gasolina sean refrigerados por aire o agua (cuadro 47)

142

CUADRO 40 Especificaciones militares para aceites automotores

Especificacioacuten Categoria militar API

MILL-21 04A CA

MIL -2104A CB Suplemento 1

MI L-L21 04B SCICC

MIL-L461 52B SFCC

MIL-L-46152 C SG

MIL-L45199B CD

MIL-L-21 040 SDCD

MIL-L21040 CE

MIL-L46152E

Fuente (Albarracin 1993)

Prueba ASTM

110

110

1110 VD

110 VC

SG

Propiedad medida

De lergencia

De tergencia

Protecclon contra la herrumbre

Proteccioacuten con tr la herrumbre

lottccioacuten contr i) 1) herrum re a alla s temperat ras control de edllllentos ltJ ala temperatur s

Proteccioacuten contra la herrumbre corrOSlon re sis tencia a oXidacioacuten proteccion al desgaste y contenido de detergencia-dispersan clltl

Proteccioacuten contra la form c ioacuten de depOacuteSitos debido al azufre del combustible

Protecclon contra I herrumbre con trol de sedimentos a bajas temperaturas y mayor efectiVidad de los aditivos de tergen te s-d Is pe rsa n tes

Consumo de acei te desgaste de ann il los depositos en los pistones y cant ida d de mat I ial carbonoso en el ace ite

Vigencia de la

especl ficacloacuten obsoleta

obso lela

Reemplaza la rvl1L-L4G152 y la MIL-L-46152A

SECC

Vigente

Obsoteta

Reemplaza I MI ~- L-15199B

Reempla za la MIL -L-2104A

MIL-L-2104A Suplemento 1 yl MIL -L -2104B

CUADRO 41 Clasificacioacuten AGMA para engranajes

NUMERO AGMA

VISCOSIDAD SSV100degC

MINIMA MAXIMA cstl378degC

MINIMA MAXIMA

1 193 235 414 50 0 22EP 284 347 612 74 8 33EP 417 510 900 1100 44EP 626 765 1350 1650 55EP 918 1122 1980 2420 6 6EP 1335 1632 2880 352 0

77compond 7EP 1919 2346 414 10 506 0

8 8compond 8EP 2837 3467 9000 11000 8 A compond 4171 5098 9000 11000

99 EP 6260 7650 1010EP 13350 16320 111 1 EP 19190 23460 1212EP 28370 34670 1313 EP210degC 850 1000

Fuente (Albarraciacuten 1993)

144

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

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FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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ESSO Lubricaci6n de motores diese l industriales estacionarios s f 33 p

195

CUADRO 36 Especificacioacuten API para los aceites de motores diesel

IFICACION API

TI PO SERVIC IO C RAC [ RISTICAS D I AC EITE

CA Para motores dlesel de trabajo livia no asplla clon

nalural

Ace lliquest S ll l( s ~l l s f a cen la espec lfl coclon

mlI tar MI L I 04A I-r oteCClon Co rrOSlon lorn aClon depositas

en mOlores dlese l con combustibles al ta Cil l ad

CB Pa ra moto res de Irabalo liviano a moderado

Satls lace la es eClflcaclon desgas te fiexclmaclorl de depoacuteSitos con combustible s

de n middotemiddot - Sil l a (a ilo con tenid o de azufre )

CC Pa ra moores lee l Irab_ moderado a severo y atgunos motores a gasolln

de servicio severo asprraclon natural o turbo

~ Jt lsface) I speclfcaclOn m ili ta r M II -L 2 i 04B 1r1 middotL 4G 152 Pro tecclon eVita dcpCSI Js a ali as temperatura s he rrumbre y cor Oj ~

CcrrOS1Cr1 y deposltos a oajas ternpe ra lura s n mo oles J asollna

CD Para motores dles el de trabaja severo asplfaclon natural o turbo alimentado

Sa tisfacen la especl fl caclon ml ll ar MIImiddotL 45 199B e MII- L -L 104C Proteclon Desgaste formaclon e OSltOS con com slb les de diversas ca lid ad es y

OlOSIOl

CE Maquina pesada que trabaja en condiCione s cri ti cas aspiracioacuten natura l o turbo Maquinas fabrrcadas a partir del 83

Siexclt sfacen la espectflcaclon m ilitar Iv II L 2 1040 Protecclon rormaclon deposllo S alta s y bajaS temperat ura s desg as te oXldaclon y

corfO S1C

CF-4

CG-4

Motores sobre ca rga dos a alta s cargas Trabaja pesada

Acei te tipO multlgrado 15W4 0 control a mejor los a peslt s y el consumo de aceile Ace ite n ul lg raLl o Protecclon des as te 1 1Jr10rc ma yor TBN

Fuente (Esso 1994 Ruiz 1992)

135

NIVEL DE

PROTECCION

~ _-- shy -shy Imll~~~~JJ

NIVEL DE CA CS CC CD CE CF-4 CALIDAD APl

ANtildeO DE 1940 1

1949 195~ 195~ 987 199 lNTRODUCCION

W4l DEPOSITOS EN EL PISTON 1111 II lCONTROL DE ESPESAMIshy

aOlom CORROSION DE COJINETE fNTO POR HOLLlN

E=31 [)[SGASTE CORROSIVO MM CONTROL DE DeuroSGASTE

L-_-IJ CONTROl DE LODOS DE RAYADURlS DE ANILLOS Y

BAJA nMPERATURA CANISA

~traquo~~--SS$~ PROTECCIOH 1CONTROL DE CONSUMO

ANTlHERRUMSR DE ACEITE

FIGURA 32 Desarrollo del nivel de calidad para motores diesel

Fuente (Albarraciacuten 1993)

136

CUADRO 37 Especificaciones API para los ace ites de engranajes

Condiciones I Carac teri stl cas

API Tipo de Especificacion es

de ope rac ioacuten

engranajes

No contienen EP Hellcolda les

Carga liviana bajaCoacutenicos GL-1 ni modificadores

y sin fin corona presioacuten y

de friccioacuten deslizamiento

Protecclon a

hel lcoidales Muy liviana baja Con lcos GL-2

Herrumbre

y sin fin corona preslon

oX ldaclon espumas y depresor punto de fluidez

BaJo EP cond lco es de Jesllzan lento

ModerauJsCoronaGL-3

I carga y elocldad

Medio EPSeveras condiCionesTodos los tipOS con particular

GL-4 de deslizamiento

hipoida les ve locidad y carga MiI -L -2 105

Alto EP CondiCionesTodos los tipOS en part icula r

GL-5 severas de

hlpoldales presioacuten choque v desl iza miento MII-L-2105B

I alto EP (conCondic iones Todos los tipOS

seve ras de GL-6

modi fi cad ores de

choque y fr iccioacuten)

desllz - I I( n o

I

Fuente (Esso 1994 Terpel)

I

137

CUADRO 38 Vaores viscosidad en el sistema de clasificaci oacuten ISO

Grado cSt40degC ss u100o F ssu21 degF ISO (378degC) (987degC)

Min Max Mn Max Mm Max

2 198 - 242 32 8 - 344 3 288 - 352 360 382 5 4 14 - 506 404 - 43 5 7 612 - 748 472 52 0 10 900 - 11 00 576 65 3 346 357

15 1350 - 1650 758 - 89 1 370 383

22 1980 - 2420 1050 - 126 0 397 414

32 2880 - 35 20 1490 - 1820 430 450

46 4140 - 50 60 214 0 - 262 0 47 1 49 9

68 6120 - 7480 3170 - 389 0 529 569

100 900 - 11 00 4690 - 575 O 6 12 6690

150 1350 - 1650 709 0 - 87 iacute O 738 819

220 1980 - 2420 1047 0-12830 904 1010

320 2880 - 3520 1533 0- 18810 1120 1260 -

460 4140 - 506 0 22140-2 71 90 1390 1580

680 6120 - 7480 32980-4048 0 1780 2020

1000 9000 -11000 48640 - 59750 2260 2560-

1500 13500 -165 0 78650 - 90790 291 0 - 331 0

Fuente (Albarraciacuten 1992 Benitez 1992)

138

La mayoriacutea de los lubricantes especifican cada tipO de aceite de acuerdo a un nombre y a un numero El nombre es caracteriacutestico de la empresa y es particular para la aplicaCioacuten que fue disentildeado El nuacutemero corresponde algrado ISO del lubricante o sea a su vIscosidad Lo anterior permite hallar mas faacutecilmente a los aceites equivalentes entre las diferentes marcas En el cuadro 39 se relacionan algunas propiedades de aceites industriales (seguacuten norma ISO) con su perspectiva aplicacioacuten

3211 Caracteriacutesticas de las normas ISO

Los siguientes aspectos son necesarios conSiderar en la claSificacioacuten ISO

Umcamente clasifican los aceites industriales

Unicamente relaCiona la VISCOSidad del aceite mas no su calidad

El grado ISO debe aparecer al final de nombre comerCial del aceite cualquiera sea su marca

En maqUinaria y equipo agriacutecola es de uso corriente la utilizaCioacuten de aceites en sistemas hidraacuteulicas especificados normalmente bajo norma SAE dada la existencia de aceites multipropoacutesltos para transmisiones mecaacutenicas direccioacuten y sistemas hidraacuteulicas Es Igualmente conveniente aclarar que un aceite lubricante automotor se puede utilizar en lubricacioacuten industrial a un mayor costo en cambio los lubricantes industriales no se pueden utilizar en lubricacioacuten automotriz debido a que las condiciones de operacioacuten a las cuales van a estar expuestos y a que sus caracteriacutesticas son completamente diacuteferentes

33 Clasificacioacuten ccmc

En Europa los motores por su menor cilindrada sus eXigencias resultan diferentes a las americanas Igualmente por razones de prestigiO el CCMC establecioacute en 1977 sus propias especificaCiones

El sistema de clasificaCioacuten del comiteacute de construcciones de automoacuteviles del mercado comuacuten (CCMC) es una organizacioacuten de fabricantes de automoacuteviles de pasajeros camionetas y vehiacuteculos comerCiales europeos Su comiteacute de combustibles y lubricantes desarrolloacute las secuencias europeas de aceites de llenado en servicio para motores a gasolina y diesel Las secuencias europeas del CCMC para aceites de servicio sentildealan los reqUisitos e intereacutes comuacuten Ademaacutes cada miembro (Rover Oaimler - Benz Peugeot Volkswagen) pueden imponer sus requisitos particulares Los fabricantes

139

CUADRO 39 Propiedades fisicoquiacutemicas de algunos aceites lubricantes industriales (norma ISO)

VIIbullbullud IMk~~ Cn~obd P_bullbullc PunID d Plo d Hnlduo d N~ro d e$c 1sHa1bullbull4I IIiexclwclnCI nuldtz InnlDlCloacuten Combulllon Color rubon ntulrUucln

TIPODEACElTE WC 100( cm) C C -C aacrICOIllCrbullbullc pcI4gt METODO ASTM

()U D-445 D-S67 D-W D-87 Diexcl I)y~ D-1500 0-18 ~ oshySLcrrEMAS HIDKAUUCOS Grado ISO 32 310 S3 100 0870 -29 210 m 15 001 02-05 DI

68 650 81 99 0870 -20 230 2M lS 002 t1~-D5 100 n2O 127 95 0885 -20 24~ 27~ 25 020 01005

MAQUINAS HEKRAMIElITAS Grado ISO 6IS 670 78 15 O92D -JO 190 21~ 75 02 O08

220 2100 Hi3 75 O92D -22 214 24S 80 02 OJQ

MAQUI NAS PAPElERAS (Corrugador) (irlldo lSO 150 1580 14 HlO OK17 - JO 261 J4I5 4S 04-08 OU-IO OH

UD 21amp0 200 lOO Uxtl -lO 214 ~IO 50 04-0amp OlS-lO OJt4

HEKRAMIElITAS NEUMATICAS

--Joshy

Grado ISO 46 440 62 01-092 -4 174 204 -1 O4)S 032-06 001 100 110 96 f - - 093 -J] 201 23S 4middot5 0210 Q32 001

150 Jf5O 119 092 -~ 2)q 235 (8 030 031 001_ 1 f~ bull 1 (

COMJgtRESORE5 1)[ lUmiddotICI([IltACIO (iexclriexclauu ISO 2Z 217 39 60-70 OH9(1 174 IYl 10 001 OD2- ~

46 43Il 51 65 O) J(l -40 11)0 21Z IS 002 - U02 ~ ~68 (H O 7~ ~ 0)20 - 7 21(0 ~~() 15 r 002 OO al COM PRESORES DE GA Criexcl4 1SO 100 1110 120 80 11888 - 20 2AO 271 40 101 30

RODAMIINTOS lE

IJOLLI V IWUlLLOS c r4e ISO 700 80- lOO 087)85 -15 2]2 265 10 Oos (J ](1 Irml-jl

CILlNVROS DE AI()Jt Grado ISO 4(0 4750 -Oi 100 O lt)J - 10 271 31 ( lt 5 0 3-07i 015

QiO (lOO nIJ )5 0918 -3 1J9 31- vtruc 0 10 lOO(J n(Ju ~ 11 JO Olt)2(] - 1 288 31) VlI d 15(10 IWOO (omiddot I() JI U1)0 - 1 bull 313 3gt1 crdc

middotllJIUIINA m VIOt Grado ISO 32 3~U 5S 112 Uampgtl1 -23 208 2gt1 l ~ UOI Ou7 Itl(lt (i 0 I- 105 0370 -11 ~12 21(J 002 ~ rI 008 04J(kl JIIl I 1211 lO UftIO - 1~ 2-1S ~(

fl03 OOS oe

~ ( f -

INDWnlClA nXTII (HuOS)

(radu ISO 10 2(15 s~ oxc - I 171 lJ I 111 001 00]12 205 A ~ 01( -12 IIN IrWl

11 I ~ bull j 0 1)( 1Io ~

140

de motores y las companlas fabr icantes de aceites y aditivos en Europa estaacuten cooperando con el consejo europeo de coordinacioacuten (CEC) para desarrollar meacutetodos europeos normalizados de pruebas ya que algunos de los requerimientos funcionales de motores europeos difieren apreciablemente de los requerimientos de que se ocupan los requisitos API SF CC o CD Pero para determinar ciertos paraacutemetros de calidad se usan las pruebas de secuencias ASTM ya sea exclusivamente o como alternativas

Los objetivos del CCMC constituyen un factor importante en la comercializacioacuten en toda Europa de aceites para servicio La clase CCMC GL describe los requisitos miacuten imos de los miembros del CCMC para automoacuteviles de motores a gasolina La CCMC G3 describe un lubricante de calidad superior para motores a gasolina y que son exigidos por algunos miembros del CCMC G3 define un lubricante de alta calidad y baja viscosidad para motores a gasolina La CCMC PD-1 define un aceite apropiado para el uso en motores diese l de automoacuteviles de pasajeros y es exigida por algunos miembros de la CCMC La CCMC D1 describe requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural que trabajan en servicio de trabajo liviano La CCMC D2 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo pesado La CCMC D3 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo extrapesado e incluye una prueba de pul imento de la cara interior del cilindro

34 Clasificacioacuten militar (MIL)

Aunque las especificaciones militares no regulan los usos no militares (civiles) de los aceites muchos usuarios civiles solicitan aceites que han sido calificados bajo estos requisitos porque dichos aceites han tenido reacutecords de rendimientos exitosos Por esta razoacuten los fabricantes de aceites a menudo identifican sus productos con las especificaciones militares Estas especificaciones son cada vez maacutes exigentes en la medida que el desarrollo tecnoloacutegico de los motores avanza Ello imp lica que los motores modernos requieren aceites con mayor grado de refinac ioacuten y con mayor contenido de aditivos

Las maacuteximas especificaciones militares actuales son las Mil-L46152E para aceites de motores a gasolina y es cumplida por aceites de nivel SG de la API Para motores diesel reciente especificacioacuten y el desarrollo de motores diesel estaacute proyectado para cumpl ir con el nive l de calidad CG-4 Dentro de

141

las especificaciones militares conocidas hay algunas que ya son obsoletas y no estaacuten vigentes debido a que no cumplen con los requerimientos de lubricacioacuten de la nueva generacioacuten de motores Ver cuadro 40

35 Clasificacioacuten AGMA

El sistema AGMA (Asociacioacuten de fabricantes americanos de engranaJes) clasifica los aceites para engranajes fabricados bajo las normas y

especificaciones AGMA como se muestra en el cuadro 41

Las recomendaciones de lubricacioacuten en el sistema AGMA solo se utilizan para engranajes abiertos y reductor de veloc idad

36 Clasificacioacuten ASTM

El sistema ASTM unifica en un so lo valor la viscosidad de los aceites lubricantes medida en SSU A 100degF considerando el valor maacuteximo y miacutenimo Este sistema fue reemplazado po r el sistema ISO En el cuadro 42 se muestrEi el sistema ASTM para clas ificar ace ites industriales

37 Equivalencias entre los sistemas de clasificacioacuten

Al estar todos los anteriores sistemas de clasificacioacuten basados en la determinacioacuten de la viscosidad es posible y conveniente establecer las equivalencias entre los diferentes sistemas con el propoacutesito de seleccionar u homologar un lubricante en particular Es decir permite trasladarse de un Ulenguaje a otro facilitando la seleccioacuten y buacutesqueda del aceite mas adecuado En el cuadro 43 se presentan estas equivalencias

38 Clasificacioacuten de las grasas lubricantes

El Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) ha normalizado las grasas en funcioacuten de su consistencia (resistencia a la penetracioacuten) como se muestra en el cuadro 44

39 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos a gasolina

En los cuadros 45 46 se indica la clasificacioacuten establecidas para motores de1

dos tiempos que consumen como combustible gasolina sean refrigerados por aire o agua (cuadro 47)

142

CUADRO 40 Especificaciones militares para aceites automotores

Especificacioacuten Categoria militar API

MILL-21 04A CA

MIL -2104A CB Suplemento 1

MI L-L21 04B SCICC

MIL-L461 52B SFCC

MIL-L-46152 C SG

MIL-L45199B CD

MIL-L-21 040 SDCD

MIL-L21040 CE

MIL-L46152E

Fuente (Albarracin 1993)

Prueba ASTM

110

110

1110 VD

110 VC

SG

Propiedad medida

De lergencia

De tergencia

Protecclon contra la herrumbre

Proteccioacuten con tr la herrumbre

lottccioacuten contr i) 1) herrum re a alla s temperat ras control de edllllentos ltJ ala temperatur s

Proteccioacuten contra la herrumbre corrOSlon re sis tencia a oXidacioacuten proteccion al desgaste y contenido de detergencia-dispersan clltl

Proteccioacuten contra la form c ioacuten de depOacuteSitos debido al azufre del combustible

Protecclon contra I herrumbre con trol de sedimentos a bajas temperaturas y mayor efectiVidad de los aditivos de tergen te s-d Is pe rsa n tes

Consumo de acei te desgaste de ann il los depositos en los pistones y cant ida d de mat I ial carbonoso en el ace ite

Vigencia de la

especl ficacloacuten obsoleta

obso lela

Reemplaza la rvl1L-L4G152 y la MIL-L-46152A

SECC

Vigente

Obsoteta

Reemplaza I MI ~- L-15199B

Reempla za la MIL -L-2104A

MIL-L-2104A Suplemento 1 yl MIL -L -2104B

CUADRO 41 Clasificacioacuten AGMA para engranajes

NUMERO AGMA

VISCOSIDAD SSV100degC

MINIMA MAXIMA cstl378degC

MINIMA MAXIMA

1 193 235 414 50 0 22EP 284 347 612 74 8 33EP 417 510 900 1100 44EP 626 765 1350 1650 55EP 918 1122 1980 2420 6 6EP 1335 1632 2880 352 0

77compond 7EP 1919 2346 414 10 506 0

8 8compond 8EP 2837 3467 9000 11000 8 A compond 4171 5098 9000 11000

99 EP 6260 7650 1010EP 13350 16320 111 1 EP 19190 23460 1212EP 28370 34670 1313 EP210degC 850 1000

Fuente (Albarraciacuten 1993)

144

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

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FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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195

NIVEL DE

PROTECCION

~ _-- shy -shy Imll~~~~JJ

NIVEL DE CA CS CC CD CE CF-4 CALIDAD APl

ANtildeO DE 1940 1

1949 195~ 195~ 987 199 lNTRODUCCION

W4l DEPOSITOS EN EL PISTON 1111 II lCONTROL DE ESPESAMIshy

aOlom CORROSION DE COJINETE fNTO POR HOLLlN

E=31 [)[SGASTE CORROSIVO MM CONTROL DE DeuroSGASTE

L-_-IJ CONTROl DE LODOS DE RAYADURlS DE ANILLOS Y

BAJA nMPERATURA CANISA

~traquo~~--SS$~ PROTECCIOH 1CONTROL DE CONSUMO

ANTlHERRUMSR DE ACEITE

FIGURA 32 Desarrollo del nivel de calidad para motores diesel

Fuente (Albarraciacuten 1993)

136

CUADRO 37 Especificaciones API para los ace ites de engranajes

Condiciones I Carac teri stl cas

API Tipo de Especificacion es

de ope rac ioacuten

engranajes

No contienen EP Hellcolda les

Carga liviana bajaCoacutenicos GL-1 ni modificadores

y sin fin corona presioacuten y

de friccioacuten deslizamiento

Protecclon a

hel lcoidales Muy liviana baja Con lcos GL-2

Herrumbre

y sin fin corona preslon

oX ldaclon espumas y depresor punto de fluidez

BaJo EP cond lco es de Jesllzan lento

ModerauJsCoronaGL-3

I carga y elocldad

Medio EPSeveras condiCionesTodos los tipOS con particular

GL-4 de deslizamiento

hipoida les ve locidad y carga MiI -L -2 105

Alto EP CondiCionesTodos los tipOS en part icula r

GL-5 severas de

hlpoldales presioacuten choque v desl iza miento MII-L-2105B

I alto EP (conCondic iones Todos los tipOS

seve ras de GL-6

modi fi cad ores de

choque y fr iccioacuten)

desllz - I I( n o

I

Fuente (Esso 1994 Terpel)

I

137

CUADRO 38 Vaores viscosidad en el sistema de clasificaci oacuten ISO

Grado cSt40degC ss u100o F ssu21 degF ISO (378degC) (987degC)

Min Max Mn Max Mm Max

2 198 - 242 32 8 - 344 3 288 - 352 360 382 5 4 14 - 506 404 - 43 5 7 612 - 748 472 52 0 10 900 - 11 00 576 65 3 346 357

15 1350 - 1650 758 - 89 1 370 383

22 1980 - 2420 1050 - 126 0 397 414

32 2880 - 35 20 1490 - 1820 430 450

46 4140 - 50 60 214 0 - 262 0 47 1 49 9

68 6120 - 7480 3170 - 389 0 529 569

100 900 - 11 00 4690 - 575 O 6 12 6690

150 1350 - 1650 709 0 - 87 iacute O 738 819

220 1980 - 2420 1047 0-12830 904 1010

320 2880 - 3520 1533 0- 18810 1120 1260 -

460 4140 - 506 0 22140-2 71 90 1390 1580

680 6120 - 7480 32980-4048 0 1780 2020

1000 9000 -11000 48640 - 59750 2260 2560-

1500 13500 -165 0 78650 - 90790 291 0 - 331 0

Fuente (Albarraciacuten 1992 Benitez 1992)

138

La mayoriacutea de los lubricantes especifican cada tipO de aceite de acuerdo a un nombre y a un numero El nombre es caracteriacutestico de la empresa y es particular para la aplicaCioacuten que fue disentildeado El nuacutemero corresponde algrado ISO del lubricante o sea a su vIscosidad Lo anterior permite hallar mas faacutecilmente a los aceites equivalentes entre las diferentes marcas En el cuadro 39 se relacionan algunas propiedades de aceites industriales (seguacuten norma ISO) con su perspectiva aplicacioacuten

3211 Caracteriacutesticas de las normas ISO

Los siguientes aspectos son necesarios conSiderar en la claSificacioacuten ISO

Umcamente clasifican los aceites industriales

Unicamente relaCiona la VISCOSidad del aceite mas no su calidad

El grado ISO debe aparecer al final de nombre comerCial del aceite cualquiera sea su marca

En maqUinaria y equipo agriacutecola es de uso corriente la utilizaCioacuten de aceites en sistemas hidraacuteulicas especificados normalmente bajo norma SAE dada la existencia de aceites multipropoacutesltos para transmisiones mecaacutenicas direccioacuten y sistemas hidraacuteulicas Es Igualmente conveniente aclarar que un aceite lubricante automotor se puede utilizar en lubricacioacuten industrial a un mayor costo en cambio los lubricantes industriales no se pueden utilizar en lubricacioacuten automotriz debido a que las condiciones de operacioacuten a las cuales van a estar expuestos y a que sus caracteriacutesticas son completamente diacuteferentes

33 Clasificacioacuten ccmc

En Europa los motores por su menor cilindrada sus eXigencias resultan diferentes a las americanas Igualmente por razones de prestigiO el CCMC establecioacute en 1977 sus propias especificaCiones

El sistema de clasificaCioacuten del comiteacute de construcciones de automoacuteviles del mercado comuacuten (CCMC) es una organizacioacuten de fabricantes de automoacuteviles de pasajeros camionetas y vehiacuteculos comerCiales europeos Su comiteacute de combustibles y lubricantes desarrolloacute las secuencias europeas de aceites de llenado en servicio para motores a gasolina y diesel Las secuencias europeas del CCMC para aceites de servicio sentildealan los reqUisitos e intereacutes comuacuten Ademaacutes cada miembro (Rover Oaimler - Benz Peugeot Volkswagen) pueden imponer sus requisitos particulares Los fabricantes

139

CUADRO 39 Propiedades fisicoquiacutemicas de algunos aceites lubricantes industriales (norma ISO)

VIIbullbullud IMk~~ Cn~obd P_bullbullc PunID d Plo d Hnlduo d N~ro d e$c 1sHa1bullbull4I IIiexclwclnCI nuldtz InnlDlCloacuten Combulllon Color rubon ntulrUucln

TIPODEACElTE WC 100( cm) C C -C aacrICOIllCrbullbullc pcI4gt METODO ASTM

()U D-445 D-S67 D-W D-87 Diexcl I)y~ D-1500 0-18 ~ oshySLcrrEMAS HIDKAUUCOS Grado ISO 32 310 S3 100 0870 -29 210 m 15 001 02-05 DI

68 650 81 99 0870 -20 230 2M lS 002 t1~-D5 100 n2O 127 95 0885 -20 24~ 27~ 25 020 01005

MAQUINAS HEKRAMIElITAS Grado ISO 6IS 670 78 15 O92D -JO 190 21~ 75 02 O08

220 2100 Hi3 75 O92D -22 214 24S 80 02 OJQ

MAQUI NAS PAPElERAS (Corrugador) (irlldo lSO 150 1580 14 HlO OK17 - JO 261 J4I5 4S 04-08 OU-IO OH

UD 21amp0 200 lOO Uxtl -lO 214 ~IO 50 04-0amp OlS-lO OJt4

HEKRAMIElITAS NEUMATICAS

--Joshy

Grado ISO 46 440 62 01-092 -4 174 204 -1 O4)S 032-06 001 100 110 96 f - - 093 -J] 201 23S 4middot5 0210 Q32 001

150 Jf5O 119 092 -~ 2)q 235 (8 030 031 001_ 1 f~ bull 1 (

COMJgtRESORE5 1)[ lUmiddotICI([IltACIO (iexclriexclauu ISO 2Z 217 39 60-70 OH9(1 174 IYl 10 001 OD2- ~

46 43Il 51 65 O) J(l -40 11)0 21Z IS 002 - U02 ~ ~68 (H O 7~ ~ 0)20 - 7 21(0 ~~() 15 r 002 OO al COM PRESORES DE GA Criexcl4 1SO 100 1110 120 80 11888 - 20 2AO 271 40 101 30

RODAMIINTOS lE

IJOLLI V IWUlLLOS c r4e ISO 700 80- lOO 087)85 -15 2]2 265 10 Oos (J ](1 Irml-jl

CILlNVROS DE AI()Jt Grado ISO 4(0 4750 -Oi 100 O lt)J - 10 271 31 ( lt 5 0 3-07i 015

QiO (lOO nIJ )5 0918 -3 1J9 31- vtruc 0 10 lOO(J n(Ju ~ 11 JO Olt)2(] - 1 288 31) VlI d 15(10 IWOO (omiddot I() JI U1)0 - 1 bull 313 3gt1 crdc

middotllJIUIINA m VIOt Grado ISO 32 3~U 5S 112 Uampgtl1 -23 208 2gt1 l ~ UOI Ou7 Itl(lt (i 0 I- 105 0370 -11 ~12 21(J 002 ~ rI 008 04J(kl JIIl I 1211 lO UftIO - 1~ 2-1S ~(

fl03 OOS oe

~ ( f -

INDWnlClA nXTII (HuOS)

(radu ISO 10 2(15 s~ oxc - I 171 lJ I 111 001 00]12 205 A ~ 01( -12 IIN IrWl

11 I ~ bull j 0 1)( 1Io ~

140

de motores y las companlas fabr icantes de aceites y aditivos en Europa estaacuten cooperando con el consejo europeo de coordinacioacuten (CEC) para desarrollar meacutetodos europeos normalizados de pruebas ya que algunos de los requerimientos funcionales de motores europeos difieren apreciablemente de los requerimientos de que se ocupan los requisitos API SF CC o CD Pero para determinar ciertos paraacutemetros de calidad se usan las pruebas de secuencias ASTM ya sea exclusivamente o como alternativas

Los objetivos del CCMC constituyen un factor importante en la comercializacioacuten en toda Europa de aceites para servicio La clase CCMC GL describe los requisitos miacuten imos de los miembros del CCMC para automoacuteviles de motores a gasolina La CCMC G3 describe un lubricante de calidad superior para motores a gasolina y que son exigidos por algunos miembros del CCMC G3 define un lubricante de alta calidad y baja viscosidad para motores a gasolina La CCMC PD-1 define un aceite apropiado para el uso en motores diese l de automoacuteviles de pasajeros y es exigida por algunos miembros de la CCMC La CCMC D1 describe requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural que trabajan en servicio de trabajo liviano La CCMC D2 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo pesado La CCMC D3 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo extrapesado e incluye una prueba de pul imento de la cara interior del cilindro

34 Clasificacioacuten militar (MIL)

Aunque las especificaciones militares no regulan los usos no militares (civiles) de los aceites muchos usuarios civiles solicitan aceites que han sido calificados bajo estos requisitos porque dichos aceites han tenido reacutecords de rendimientos exitosos Por esta razoacuten los fabricantes de aceites a menudo identifican sus productos con las especificaciones militares Estas especificaciones son cada vez maacutes exigentes en la medida que el desarrollo tecnoloacutegico de los motores avanza Ello imp lica que los motores modernos requieren aceites con mayor grado de refinac ioacuten y con mayor contenido de aditivos

Las maacuteximas especificaciones militares actuales son las Mil-L46152E para aceites de motores a gasolina y es cumplida por aceites de nivel SG de la API Para motores diesel reciente especificacioacuten y el desarrollo de motores diesel estaacute proyectado para cumpl ir con el nive l de calidad CG-4 Dentro de

141

las especificaciones militares conocidas hay algunas que ya son obsoletas y no estaacuten vigentes debido a que no cumplen con los requerimientos de lubricacioacuten de la nueva generacioacuten de motores Ver cuadro 40

35 Clasificacioacuten AGMA

El sistema AGMA (Asociacioacuten de fabricantes americanos de engranaJes) clasifica los aceites para engranajes fabricados bajo las normas y

especificaciones AGMA como se muestra en el cuadro 41

Las recomendaciones de lubricacioacuten en el sistema AGMA solo se utilizan para engranajes abiertos y reductor de veloc idad

36 Clasificacioacuten ASTM

El sistema ASTM unifica en un so lo valor la viscosidad de los aceites lubricantes medida en SSU A 100degF considerando el valor maacuteximo y miacutenimo Este sistema fue reemplazado po r el sistema ISO En el cuadro 42 se muestrEi el sistema ASTM para clas ificar ace ites industriales

37 Equivalencias entre los sistemas de clasificacioacuten

Al estar todos los anteriores sistemas de clasificacioacuten basados en la determinacioacuten de la viscosidad es posible y conveniente establecer las equivalencias entre los diferentes sistemas con el propoacutesito de seleccionar u homologar un lubricante en particular Es decir permite trasladarse de un Ulenguaje a otro facilitando la seleccioacuten y buacutesqueda del aceite mas adecuado En el cuadro 43 se presentan estas equivalencias

38 Clasificacioacuten de las grasas lubricantes

El Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) ha normalizado las grasas en funcioacuten de su consistencia (resistencia a la penetracioacuten) como se muestra en el cuadro 44

39 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos a gasolina

En los cuadros 45 46 se indica la clasificacioacuten establecidas para motores de1

dos tiempos que consumen como combustible gasolina sean refrigerados por aire o agua (cuadro 47)

142

CUADRO 40 Especificaciones militares para aceites automotores

Especificacioacuten Categoria militar API

MILL-21 04A CA

MIL -2104A CB Suplemento 1

MI L-L21 04B SCICC

MIL-L461 52B SFCC

MIL-L-46152 C SG

MIL-L45199B CD

MIL-L-21 040 SDCD

MIL-L21040 CE

MIL-L46152E

Fuente (Albarracin 1993)

Prueba ASTM

110

110

1110 VD

110 VC

SG

Propiedad medida

De lergencia

De tergencia

Protecclon contra la herrumbre

Proteccioacuten con tr la herrumbre

lottccioacuten contr i) 1) herrum re a alla s temperat ras control de edllllentos ltJ ala temperatur s

Proteccioacuten contra la herrumbre corrOSlon re sis tencia a oXidacioacuten proteccion al desgaste y contenido de detergencia-dispersan clltl

Proteccioacuten contra la form c ioacuten de depOacuteSitos debido al azufre del combustible

Protecclon contra I herrumbre con trol de sedimentos a bajas temperaturas y mayor efectiVidad de los aditivos de tergen te s-d Is pe rsa n tes

Consumo de acei te desgaste de ann il los depositos en los pistones y cant ida d de mat I ial carbonoso en el ace ite

Vigencia de la

especl ficacloacuten obsoleta

obso lela

Reemplaza la rvl1L-L4G152 y la MIL-L-46152A

SECC

Vigente

Obsoteta

Reemplaza I MI ~- L-15199B

Reempla za la MIL -L-2104A

MIL-L-2104A Suplemento 1 yl MIL -L -2104B

CUADRO 41 Clasificacioacuten AGMA para engranajes

NUMERO AGMA

VISCOSIDAD SSV100degC

MINIMA MAXIMA cstl378degC

MINIMA MAXIMA

1 193 235 414 50 0 22EP 284 347 612 74 8 33EP 417 510 900 1100 44EP 626 765 1350 1650 55EP 918 1122 1980 2420 6 6EP 1335 1632 2880 352 0

77compond 7EP 1919 2346 414 10 506 0

8 8compond 8EP 2837 3467 9000 11000 8 A compond 4171 5098 9000 11000

99 EP 6260 7650 1010EP 13350 16320 111 1 EP 19190 23460 1212EP 28370 34670 1313 EP210degC 850 1000

Fuente (Albarraciacuten 1993)

144

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

~~

uacute m a

~ ---

e r c ~ -=1--shy ~

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~ ~ rlt j ~ plm l middotshy-r-C iacute o aa

middot - -- ~1 ~ _ _ 1 - - ---shy - I- ~) ~

-J ~

I ~ r

FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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195

CUADRO 37 Especificaciones API para los ace ites de engranajes

Condiciones I Carac teri stl cas

API Tipo de Especificacion es

de ope rac ioacuten

engranajes

No contienen EP Hellcolda les

Carga liviana bajaCoacutenicos GL-1 ni modificadores

y sin fin corona presioacuten y

de friccioacuten deslizamiento

Protecclon a

hel lcoidales Muy liviana baja Con lcos GL-2

Herrumbre

y sin fin corona preslon

oX ldaclon espumas y depresor punto de fluidez

BaJo EP cond lco es de Jesllzan lento

ModerauJsCoronaGL-3

I carga y elocldad

Medio EPSeveras condiCionesTodos los tipOS con particular

GL-4 de deslizamiento

hipoida les ve locidad y carga MiI -L -2 105

Alto EP CondiCionesTodos los tipOS en part icula r

GL-5 severas de

hlpoldales presioacuten choque v desl iza miento MII-L-2105B

I alto EP (conCondic iones Todos los tipOS

seve ras de GL-6

modi fi cad ores de

choque y fr iccioacuten)

desllz - I I( n o

I

Fuente (Esso 1994 Terpel)

I

137

CUADRO 38 Vaores viscosidad en el sistema de clasificaci oacuten ISO

Grado cSt40degC ss u100o F ssu21 degF ISO (378degC) (987degC)

Min Max Mn Max Mm Max

2 198 - 242 32 8 - 344 3 288 - 352 360 382 5 4 14 - 506 404 - 43 5 7 612 - 748 472 52 0 10 900 - 11 00 576 65 3 346 357

15 1350 - 1650 758 - 89 1 370 383

22 1980 - 2420 1050 - 126 0 397 414

32 2880 - 35 20 1490 - 1820 430 450

46 4140 - 50 60 214 0 - 262 0 47 1 49 9

68 6120 - 7480 3170 - 389 0 529 569

100 900 - 11 00 4690 - 575 O 6 12 6690

150 1350 - 1650 709 0 - 87 iacute O 738 819

220 1980 - 2420 1047 0-12830 904 1010

320 2880 - 3520 1533 0- 18810 1120 1260 -

460 4140 - 506 0 22140-2 71 90 1390 1580

680 6120 - 7480 32980-4048 0 1780 2020

1000 9000 -11000 48640 - 59750 2260 2560-

1500 13500 -165 0 78650 - 90790 291 0 - 331 0

Fuente (Albarraciacuten 1992 Benitez 1992)

138

La mayoriacutea de los lubricantes especifican cada tipO de aceite de acuerdo a un nombre y a un numero El nombre es caracteriacutestico de la empresa y es particular para la aplicaCioacuten que fue disentildeado El nuacutemero corresponde algrado ISO del lubricante o sea a su vIscosidad Lo anterior permite hallar mas faacutecilmente a los aceites equivalentes entre las diferentes marcas En el cuadro 39 se relacionan algunas propiedades de aceites industriales (seguacuten norma ISO) con su perspectiva aplicacioacuten

3211 Caracteriacutesticas de las normas ISO

Los siguientes aspectos son necesarios conSiderar en la claSificacioacuten ISO

Umcamente clasifican los aceites industriales

Unicamente relaCiona la VISCOSidad del aceite mas no su calidad

El grado ISO debe aparecer al final de nombre comerCial del aceite cualquiera sea su marca

En maqUinaria y equipo agriacutecola es de uso corriente la utilizaCioacuten de aceites en sistemas hidraacuteulicas especificados normalmente bajo norma SAE dada la existencia de aceites multipropoacutesltos para transmisiones mecaacutenicas direccioacuten y sistemas hidraacuteulicas Es Igualmente conveniente aclarar que un aceite lubricante automotor se puede utilizar en lubricacioacuten industrial a un mayor costo en cambio los lubricantes industriales no se pueden utilizar en lubricacioacuten automotriz debido a que las condiciones de operacioacuten a las cuales van a estar expuestos y a que sus caracteriacutesticas son completamente diacuteferentes

33 Clasificacioacuten ccmc

En Europa los motores por su menor cilindrada sus eXigencias resultan diferentes a las americanas Igualmente por razones de prestigiO el CCMC establecioacute en 1977 sus propias especificaCiones

El sistema de clasificaCioacuten del comiteacute de construcciones de automoacuteviles del mercado comuacuten (CCMC) es una organizacioacuten de fabricantes de automoacuteviles de pasajeros camionetas y vehiacuteculos comerCiales europeos Su comiteacute de combustibles y lubricantes desarrolloacute las secuencias europeas de aceites de llenado en servicio para motores a gasolina y diesel Las secuencias europeas del CCMC para aceites de servicio sentildealan los reqUisitos e intereacutes comuacuten Ademaacutes cada miembro (Rover Oaimler - Benz Peugeot Volkswagen) pueden imponer sus requisitos particulares Los fabricantes

139

CUADRO 39 Propiedades fisicoquiacutemicas de algunos aceites lubricantes industriales (norma ISO)

VIIbullbullud IMk~~ Cn~obd P_bullbullc PunID d Plo d Hnlduo d N~ro d e$c 1sHa1bullbull4I IIiexclwclnCI nuldtz InnlDlCloacuten Combulllon Color rubon ntulrUucln

TIPODEACElTE WC 100( cm) C C -C aacrICOIllCrbullbullc pcI4gt METODO ASTM

()U D-445 D-S67 D-W D-87 Diexcl I)y~ D-1500 0-18 ~ oshySLcrrEMAS HIDKAUUCOS Grado ISO 32 310 S3 100 0870 -29 210 m 15 001 02-05 DI

68 650 81 99 0870 -20 230 2M lS 002 t1~-D5 100 n2O 127 95 0885 -20 24~ 27~ 25 020 01005

MAQUINAS HEKRAMIElITAS Grado ISO 6IS 670 78 15 O92D -JO 190 21~ 75 02 O08

220 2100 Hi3 75 O92D -22 214 24S 80 02 OJQ

MAQUI NAS PAPElERAS (Corrugador) (irlldo lSO 150 1580 14 HlO OK17 - JO 261 J4I5 4S 04-08 OU-IO OH

UD 21amp0 200 lOO Uxtl -lO 214 ~IO 50 04-0amp OlS-lO OJt4

HEKRAMIElITAS NEUMATICAS

--Joshy

Grado ISO 46 440 62 01-092 -4 174 204 -1 O4)S 032-06 001 100 110 96 f - - 093 -J] 201 23S 4middot5 0210 Q32 001

150 Jf5O 119 092 -~ 2)q 235 (8 030 031 001_ 1 f~ bull 1 (

COMJgtRESORE5 1)[ lUmiddotICI([IltACIO (iexclriexclauu ISO 2Z 217 39 60-70 OH9(1 174 IYl 10 001 OD2- ~

46 43Il 51 65 O) J(l -40 11)0 21Z IS 002 - U02 ~ ~68 (H O 7~ ~ 0)20 - 7 21(0 ~~() 15 r 002 OO al COM PRESORES DE GA Criexcl4 1SO 100 1110 120 80 11888 - 20 2AO 271 40 101 30

RODAMIINTOS lE

IJOLLI V IWUlLLOS c r4e ISO 700 80- lOO 087)85 -15 2]2 265 10 Oos (J ](1 Irml-jl

CILlNVROS DE AI()Jt Grado ISO 4(0 4750 -Oi 100 O lt)J - 10 271 31 ( lt 5 0 3-07i 015

QiO (lOO nIJ )5 0918 -3 1J9 31- vtruc 0 10 lOO(J n(Ju ~ 11 JO Olt)2(] - 1 288 31) VlI d 15(10 IWOO (omiddot I() JI U1)0 - 1 bull 313 3gt1 crdc

middotllJIUIINA m VIOt Grado ISO 32 3~U 5S 112 Uampgtl1 -23 208 2gt1 l ~ UOI Ou7 Itl(lt (i 0 I- 105 0370 -11 ~12 21(J 002 ~ rI 008 04J(kl JIIl I 1211 lO UftIO - 1~ 2-1S ~(

fl03 OOS oe

~ ( f -

INDWnlClA nXTII (HuOS)

(radu ISO 10 2(15 s~ oxc - I 171 lJ I 111 001 00]12 205 A ~ 01( -12 IIN IrWl

11 I ~ bull j 0 1)( 1Io ~

140

de motores y las companlas fabr icantes de aceites y aditivos en Europa estaacuten cooperando con el consejo europeo de coordinacioacuten (CEC) para desarrollar meacutetodos europeos normalizados de pruebas ya que algunos de los requerimientos funcionales de motores europeos difieren apreciablemente de los requerimientos de que se ocupan los requisitos API SF CC o CD Pero para determinar ciertos paraacutemetros de calidad se usan las pruebas de secuencias ASTM ya sea exclusivamente o como alternativas

Los objetivos del CCMC constituyen un factor importante en la comercializacioacuten en toda Europa de aceites para servicio La clase CCMC GL describe los requisitos miacuten imos de los miembros del CCMC para automoacuteviles de motores a gasolina La CCMC G3 describe un lubricante de calidad superior para motores a gasolina y que son exigidos por algunos miembros del CCMC G3 define un lubricante de alta calidad y baja viscosidad para motores a gasolina La CCMC PD-1 define un aceite apropiado para el uso en motores diese l de automoacuteviles de pasajeros y es exigida por algunos miembros de la CCMC La CCMC D1 describe requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural que trabajan en servicio de trabajo liviano La CCMC D2 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo pesado La CCMC D3 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo extrapesado e incluye una prueba de pul imento de la cara interior del cilindro

34 Clasificacioacuten militar (MIL)

Aunque las especificaciones militares no regulan los usos no militares (civiles) de los aceites muchos usuarios civiles solicitan aceites que han sido calificados bajo estos requisitos porque dichos aceites han tenido reacutecords de rendimientos exitosos Por esta razoacuten los fabricantes de aceites a menudo identifican sus productos con las especificaciones militares Estas especificaciones son cada vez maacutes exigentes en la medida que el desarrollo tecnoloacutegico de los motores avanza Ello imp lica que los motores modernos requieren aceites con mayor grado de refinac ioacuten y con mayor contenido de aditivos

Las maacuteximas especificaciones militares actuales son las Mil-L46152E para aceites de motores a gasolina y es cumplida por aceites de nivel SG de la API Para motores diesel reciente especificacioacuten y el desarrollo de motores diesel estaacute proyectado para cumpl ir con el nive l de calidad CG-4 Dentro de

141

las especificaciones militares conocidas hay algunas que ya son obsoletas y no estaacuten vigentes debido a que no cumplen con los requerimientos de lubricacioacuten de la nueva generacioacuten de motores Ver cuadro 40

35 Clasificacioacuten AGMA

El sistema AGMA (Asociacioacuten de fabricantes americanos de engranaJes) clasifica los aceites para engranajes fabricados bajo las normas y

especificaciones AGMA como se muestra en el cuadro 41

Las recomendaciones de lubricacioacuten en el sistema AGMA solo se utilizan para engranajes abiertos y reductor de veloc idad

36 Clasificacioacuten ASTM

El sistema ASTM unifica en un so lo valor la viscosidad de los aceites lubricantes medida en SSU A 100degF considerando el valor maacuteximo y miacutenimo Este sistema fue reemplazado po r el sistema ISO En el cuadro 42 se muestrEi el sistema ASTM para clas ificar ace ites industriales

37 Equivalencias entre los sistemas de clasificacioacuten

Al estar todos los anteriores sistemas de clasificacioacuten basados en la determinacioacuten de la viscosidad es posible y conveniente establecer las equivalencias entre los diferentes sistemas con el propoacutesito de seleccionar u homologar un lubricante en particular Es decir permite trasladarse de un Ulenguaje a otro facilitando la seleccioacuten y buacutesqueda del aceite mas adecuado En el cuadro 43 se presentan estas equivalencias

38 Clasificacioacuten de las grasas lubricantes

El Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) ha normalizado las grasas en funcioacuten de su consistencia (resistencia a la penetracioacuten) como se muestra en el cuadro 44

39 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos a gasolina

En los cuadros 45 46 se indica la clasificacioacuten establecidas para motores de1

dos tiempos que consumen como combustible gasolina sean refrigerados por aire o agua (cuadro 47)

142

CUADRO 40 Especificaciones militares para aceites automotores

Especificacioacuten Categoria militar API

MILL-21 04A CA

MIL -2104A CB Suplemento 1

MI L-L21 04B SCICC

MIL-L461 52B SFCC

MIL-L-46152 C SG

MIL-L45199B CD

MIL-L-21 040 SDCD

MIL-L21040 CE

MIL-L46152E

Fuente (Albarracin 1993)

Prueba ASTM

110

110

1110 VD

110 VC

SG

Propiedad medida

De lergencia

De tergencia

Protecclon contra la herrumbre

Proteccioacuten con tr la herrumbre

lottccioacuten contr i) 1) herrum re a alla s temperat ras control de edllllentos ltJ ala temperatur s

Proteccioacuten contra la herrumbre corrOSlon re sis tencia a oXidacioacuten proteccion al desgaste y contenido de detergencia-dispersan clltl

Proteccioacuten contra la form c ioacuten de depOacuteSitos debido al azufre del combustible

Protecclon contra I herrumbre con trol de sedimentos a bajas temperaturas y mayor efectiVidad de los aditivos de tergen te s-d Is pe rsa n tes

Consumo de acei te desgaste de ann il los depositos en los pistones y cant ida d de mat I ial carbonoso en el ace ite

Vigencia de la

especl ficacloacuten obsoleta

obso lela

Reemplaza la rvl1L-L4G152 y la MIL-L-46152A

SECC

Vigente

Obsoteta

Reemplaza I MI ~- L-15199B

Reempla za la MIL -L-2104A

MIL-L-2104A Suplemento 1 yl MIL -L -2104B

CUADRO 41 Clasificacioacuten AGMA para engranajes

NUMERO AGMA

VISCOSIDAD SSV100degC

MINIMA MAXIMA cstl378degC

MINIMA MAXIMA

1 193 235 414 50 0 22EP 284 347 612 74 8 33EP 417 510 900 1100 44EP 626 765 1350 1650 55EP 918 1122 1980 2420 6 6EP 1335 1632 2880 352 0

77compond 7EP 1919 2346 414 10 506 0

8 8compond 8EP 2837 3467 9000 11000 8 A compond 4171 5098 9000 11000

99 EP 6260 7650 1010EP 13350 16320 111 1 EP 19190 23460 1212EP 28370 34670 1313 EP210degC 850 1000

Fuente (Albarraciacuten 1993)

144

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

~~

uacute m a

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middot - -- ~1 ~ _ _ 1 - - ---shy - I- ~) ~

-J ~

I ~ r

FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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195

CUADRO 38 Vaores viscosidad en el sistema de clasificaci oacuten ISO

Grado cSt40degC ss u100o F ssu21 degF ISO (378degC) (987degC)

Min Max Mn Max Mm Max

2 198 - 242 32 8 - 344 3 288 - 352 360 382 5 4 14 - 506 404 - 43 5 7 612 - 748 472 52 0 10 900 - 11 00 576 65 3 346 357

15 1350 - 1650 758 - 89 1 370 383

22 1980 - 2420 1050 - 126 0 397 414

32 2880 - 35 20 1490 - 1820 430 450

46 4140 - 50 60 214 0 - 262 0 47 1 49 9

68 6120 - 7480 3170 - 389 0 529 569

100 900 - 11 00 4690 - 575 O 6 12 6690

150 1350 - 1650 709 0 - 87 iacute O 738 819

220 1980 - 2420 1047 0-12830 904 1010

320 2880 - 3520 1533 0- 18810 1120 1260 -

460 4140 - 506 0 22140-2 71 90 1390 1580

680 6120 - 7480 32980-4048 0 1780 2020

1000 9000 -11000 48640 - 59750 2260 2560-

1500 13500 -165 0 78650 - 90790 291 0 - 331 0

Fuente (Albarraciacuten 1992 Benitez 1992)

138

La mayoriacutea de los lubricantes especifican cada tipO de aceite de acuerdo a un nombre y a un numero El nombre es caracteriacutestico de la empresa y es particular para la aplicaCioacuten que fue disentildeado El nuacutemero corresponde algrado ISO del lubricante o sea a su vIscosidad Lo anterior permite hallar mas faacutecilmente a los aceites equivalentes entre las diferentes marcas En el cuadro 39 se relacionan algunas propiedades de aceites industriales (seguacuten norma ISO) con su perspectiva aplicacioacuten

3211 Caracteriacutesticas de las normas ISO

Los siguientes aspectos son necesarios conSiderar en la claSificacioacuten ISO

Umcamente clasifican los aceites industriales

Unicamente relaCiona la VISCOSidad del aceite mas no su calidad

El grado ISO debe aparecer al final de nombre comerCial del aceite cualquiera sea su marca

En maqUinaria y equipo agriacutecola es de uso corriente la utilizaCioacuten de aceites en sistemas hidraacuteulicas especificados normalmente bajo norma SAE dada la existencia de aceites multipropoacutesltos para transmisiones mecaacutenicas direccioacuten y sistemas hidraacuteulicas Es Igualmente conveniente aclarar que un aceite lubricante automotor se puede utilizar en lubricacioacuten industrial a un mayor costo en cambio los lubricantes industriales no se pueden utilizar en lubricacioacuten automotriz debido a que las condiciones de operacioacuten a las cuales van a estar expuestos y a que sus caracteriacutesticas son completamente diacuteferentes

33 Clasificacioacuten ccmc

En Europa los motores por su menor cilindrada sus eXigencias resultan diferentes a las americanas Igualmente por razones de prestigiO el CCMC establecioacute en 1977 sus propias especificaCiones

El sistema de clasificaCioacuten del comiteacute de construcciones de automoacuteviles del mercado comuacuten (CCMC) es una organizacioacuten de fabricantes de automoacuteviles de pasajeros camionetas y vehiacuteculos comerCiales europeos Su comiteacute de combustibles y lubricantes desarrolloacute las secuencias europeas de aceites de llenado en servicio para motores a gasolina y diesel Las secuencias europeas del CCMC para aceites de servicio sentildealan los reqUisitos e intereacutes comuacuten Ademaacutes cada miembro (Rover Oaimler - Benz Peugeot Volkswagen) pueden imponer sus requisitos particulares Los fabricantes

139

CUADRO 39 Propiedades fisicoquiacutemicas de algunos aceites lubricantes industriales (norma ISO)

VIIbullbullud IMk~~ Cn~obd P_bullbullc PunID d Plo d Hnlduo d N~ro d e$c 1sHa1bullbull4I IIiexclwclnCI nuldtz InnlDlCloacuten Combulllon Color rubon ntulrUucln

TIPODEACElTE WC 100( cm) C C -C aacrICOIllCrbullbullc pcI4gt METODO ASTM

()U D-445 D-S67 D-W D-87 Diexcl I)y~ D-1500 0-18 ~ oshySLcrrEMAS HIDKAUUCOS Grado ISO 32 310 S3 100 0870 -29 210 m 15 001 02-05 DI

68 650 81 99 0870 -20 230 2M lS 002 t1~-D5 100 n2O 127 95 0885 -20 24~ 27~ 25 020 01005

MAQUINAS HEKRAMIElITAS Grado ISO 6IS 670 78 15 O92D -JO 190 21~ 75 02 O08

220 2100 Hi3 75 O92D -22 214 24S 80 02 OJQ

MAQUI NAS PAPElERAS (Corrugador) (irlldo lSO 150 1580 14 HlO OK17 - JO 261 J4I5 4S 04-08 OU-IO OH

UD 21amp0 200 lOO Uxtl -lO 214 ~IO 50 04-0amp OlS-lO OJt4

HEKRAMIElITAS NEUMATICAS

--Joshy

Grado ISO 46 440 62 01-092 -4 174 204 -1 O4)S 032-06 001 100 110 96 f - - 093 -J] 201 23S 4middot5 0210 Q32 001

150 Jf5O 119 092 -~ 2)q 235 (8 030 031 001_ 1 f~ bull 1 (

COMJgtRESORE5 1)[ lUmiddotICI([IltACIO (iexclriexclauu ISO 2Z 217 39 60-70 OH9(1 174 IYl 10 001 OD2- ~

46 43Il 51 65 O) J(l -40 11)0 21Z IS 002 - U02 ~ ~68 (H O 7~ ~ 0)20 - 7 21(0 ~~() 15 r 002 OO al COM PRESORES DE GA Criexcl4 1SO 100 1110 120 80 11888 - 20 2AO 271 40 101 30

RODAMIINTOS lE

IJOLLI V IWUlLLOS c r4e ISO 700 80- lOO 087)85 -15 2]2 265 10 Oos (J ](1 Irml-jl

CILlNVROS DE AI()Jt Grado ISO 4(0 4750 -Oi 100 O lt)J - 10 271 31 ( lt 5 0 3-07i 015

QiO (lOO nIJ )5 0918 -3 1J9 31- vtruc 0 10 lOO(J n(Ju ~ 11 JO Olt)2(] - 1 288 31) VlI d 15(10 IWOO (omiddot I() JI U1)0 - 1 bull 313 3gt1 crdc

middotllJIUIINA m VIOt Grado ISO 32 3~U 5S 112 Uampgtl1 -23 208 2gt1 l ~ UOI Ou7 Itl(lt (i 0 I- 105 0370 -11 ~12 21(J 002 ~ rI 008 04J(kl JIIl I 1211 lO UftIO - 1~ 2-1S ~(

fl03 OOS oe

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INDWnlClA nXTII (HuOS)

(radu ISO 10 2(15 s~ oxc - I 171 lJ I 111 001 00]12 205 A ~ 01( -12 IIN IrWl

11 I ~ bull j 0 1)( 1Io ~

140

de motores y las companlas fabr icantes de aceites y aditivos en Europa estaacuten cooperando con el consejo europeo de coordinacioacuten (CEC) para desarrollar meacutetodos europeos normalizados de pruebas ya que algunos de los requerimientos funcionales de motores europeos difieren apreciablemente de los requerimientos de que se ocupan los requisitos API SF CC o CD Pero para determinar ciertos paraacutemetros de calidad se usan las pruebas de secuencias ASTM ya sea exclusivamente o como alternativas

Los objetivos del CCMC constituyen un factor importante en la comercializacioacuten en toda Europa de aceites para servicio La clase CCMC GL describe los requisitos miacuten imos de los miembros del CCMC para automoacuteviles de motores a gasolina La CCMC G3 describe un lubricante de calidad superior para motores a gasolina y que son exigidos por algunos miembros del CCMC G3 define un lubricante de alta calidad y baja viscosidad para motores a gasolina La CCMC PD-1 define un aceite apropiado para el uso en motores diese l de automoacuteviles de pasajeros y es exigida por algunos miembros de la CCMC La CCMC D1 describe requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural que trabajan en servicio de trabajo liviano La CCMC D2 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo pesado La CCMC D3 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo extrapesado e incluye una prueba de pul imento de la cara interior del cilindro

34 Clasificacioacuten militar (MIL)

Aunque las especificaciones militares no regulan los usos no militares (civiles) de los aceites muchos usuarios civiles solicitan aceites que han sido calificados bajo estos requisitos porque dichos aceites han tenido reacutecords de rendimientos exitosos Por esta razoacuten los fabricantes de aceites a menudo identifican sus productos con las especificaciones militares Estas especificaciones son cada vez maacutes exigentes en la medida que el desarrollo tecnoloacutegico de los motores avanza Ello imp lica que los motores modernos requieren aceites con mayor grado de refinac ioacuten y con mayor contenido de aditivos

Las maacuteximas especificaciones militares actuales son las Mil-L46152E para aceites de motores a gasolina y es cumplida por aceites de nivel SG de la API Para motores diesel reciente especificacioacuten y el desarrollo de motores diesel estaacute proyectado para cumpl ir con el nive l de calidad CG-4 Dentro de

141

las especificaciones militares conocidas hay algunas que ya son obsoletas y no estaacuten vigentes debido a que no cumplen con los requerimientos de lubricacioacuten de la nueva generacioacuten de motores Ver cuadro 40

35 Clasificacioacuten AGMA

El sistema AGMA (Asociacioacuten de fabricantes americanos de engranaJes) clasifica los aceites para engranajes fabricados bajo las normas y

especificaciones AGMA como se muestra en el cuadro 41

Las recomendaciones de lubricacioacuten en el sistema AGMA solo se utilizan para engranajes abiertos y reductor de veloc idad

36 Clasificacioacuten ASTM

El sistema ASTM unifica en un so lo valor la viscosidad de los aceites lubricantes medida en SSU A 100degF considerando el valor maacuteximo y miacutenimo Este sistema fue reemplazado po r el sistema ISO En el cuadro 42 se muestrEi el sistema ASTM para clas ificar ace ites industriales

37 Equivalencias entre los sistemas de clasificacioacuten

Al estar todos los anteriores sistemas de clasificacioacuten basados en la determinacioacuten de la viscosidad es posible y conveniente establecer las equivalencias entre los diferentes sistemas con el propoacutesito de seleccionar u homologar un lubricante en particular Es decir permite trasladarse de un Ulenguaje a otro facilitando la seleccioacuten y buacutesqueda del aceite mas adecuado En el cuadro 43 se presentan estas equivalencias

38 Clasificacioacuten de las grasas lubricantes

El Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) ha normalizado las grasas en funcioacuten de su consistencia (resistencia a la penetracioacuten) como se muestra en el cuadro 44

39 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos a gasolina

En los cuadros 45 46 se indica la clasificacioacuten establecidas para motores de1

dos tiempos que consumen como combustible gasolina sean refrigerados por aire o agua (cuadro 47)

142

CUADRO 40 Especificaciones militares para aceites automotores

Especificacioacuten Categoria militar API

MILL-21 04A CA

MIL -2104A CB Suplemento 1

MI L-L21 04B SCICC

MIL-L461 52B SFCC

MIL-L-46152 C SG

MIL-L45199B CD

MIL-L-21 040 SDCD

MIL-L21040 CE

MIL-L46152E

Fuente (Albarracin 1993)

Prueba ASTM

110

110

1110 VD

110 VC

SG

Propiedad medida

De lergencia

De tergencia

Protecclon contra la herrumbre

Proteccioacuten con tr la herrumbre

lottccioacuten contr i) 1) herrum re a alla s temperat ras control de edllllentos ltJ ala temperatur s

Proteccioacuten contra la herrumbre corrOSlon re sis tencia a oXidacioacuten proteccion al desgaste y contenido de detergencia-dispersan clltl

Proteccioacuten contra la form c ioacuten de depOacuteSitos debido al azufre del combustible

Protecclon contra I herrumbre con trol de sedimentos a bajas temperaturas y mayor efectiVidad de los aditivos de tergen te s-d Is pe rsa n tes

Consumo de acei te desgaste de ann il los depositos en los pistones y cant ida d de mat I ial carbonoso en el ace ite

Vigencia de la

especl ficacloacuten obsoleta

obso lela

Reemplaza la rvl1L-L4G152 y la MIL-L-46152A

SECC

Vigente

Obsoteta

Reemplaza I MI ~- L-15199B

Reempla za la MIL -L-2104A

MIL-L-2104A Suplemento 1 yl MIL -L -2104B

CUADRO 41 Clasificacioacuten AGMA para engranajes

NUMERO AGMA

VISCOSIDAD SSV100degC

MINIMA MAXIMA cstl378degC

MINIMA MAXIMA

1 193 235 414 50 0 22EP 284 347 612 74 8 33EP 417 510 900 1100 44EP 626 765 1350 1650 55EP 918 1122 1980 2420 6 6EP 1335 1632 2880 352 0

77compond 7EP 1919 2346 414 10 506 0

8 8compond 8EP 2837 3467 9000 11000 8 A compond 4171 5098 9000 11000

99 EP 6260 7650 1010EP 13350 16320 111 1 EP 19190 23460 1212EP 28370 34670 1313 EP210degC 850 1000

Fuente (Albarraciacuten 1993)

144

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

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middot - -- ~1 ~ _ _ 1 - - ---shy - I- ~) ~

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I ~ r

FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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ESSO Lubricaci6n de motores diese l industriales estacionarios s f 33 p

195

La mayoriacutea de los lubricantes especifican cada tipO de aceite de acuerdo a un nombre y a un numero El nombre es caracteriacutestico de la empresa y es particular para la aplicaCioacuten que fue disentildeado El nuacutemero corresponde algrado ISO del lubricante o sea a su vIscosidad Lo anterior permite hallar mas faacutecilmente a los aceites equivalentes entre las diferentes marcas En el cuadro 39 se relacionan algunas propiedades de aceites industriales (seguacuten norma ISO) con su perspectiva aplicacioacuten

3211 Caracteriacutesticas de las normas ISO

Los siguientes aspectos son necesarios conSiderar en la claSificacioacuten ISO

Umcamente clasifican los aceites industriales

Unicamente relaCiona la VISCOSidad del aceite mas no su calidad

El grado ISO debe aparecer al final de nombre comerCial del aceite cualquiera sea su marca

En maqUinaria y equipo agriacutecola es de uso corriente la utilizaCioacuten de aceites en sistemas hidraacuteulicas especificados normalmente bajo norma SAE dada la existencia de aceites multipropoacutesltos para transmisiones mecaacutenicas direccioacuten y sistemas hidraacuteulicas Es Igualmente conveniente aclarar que un aceite lubricante automotor se puede utilizar en lubricacioacuten industrial a un mayor costo en cambio los lubricantes industriales no se pueden utilizar en lubricacioacuten automotriz debido a que las condiciones de operacioacuten a las cuales van a estar expuestos y a que sus caracteriacutesticas son completamente diacuteferentes

33 Clasificacioacuten ccmc

En Europa los motores por su menor cilindrada sus eXigencias resultan diferentes a las americanas Igualmente por razones de prestigiO el CCMC establecioacute en 1977 sus propias especificaCiones

El sistema de clasificaCioacuten del comiteacute de construcciones de automoacuteviles del mercado comuacuten (CCMC) es una organizacioacuten de fabricantes de automoacuteviles de pasajeros camionetas y vehiacuteculos comerCiales europeos Su comiteacute de combustibles y lubricantes desarrolloacute las secuencias europeas de aceites de llenado en servicio para motores a gasolina y diesel Las secuencias europeas del CCMC para aceites de servicio sentildealan los reqUisitos e intereacutes comuacuten Ademaacutes cada miembro (Rover Oaimler - Benz Peugeot Volkswagen) pueden imponer sus requisitos particulares Los fabricantes

139

CUADRO 39 Propiedades fisicoquiacutemicas de algunos aceites lubricantes industriales (norma ISO)

VIIbullbullud IMk~~ Cn~obd P_bullbullc PunID d Plo d Hnlduo d N~ro d e$c 1sHa1bullbull4I IIiexclwclnCI nuldtz InnlDlCloacuten Combulllon Color rubon ntulrUucln

TIPODEACElTE WC 100( cm) C C -C aacrICOIllCrbullbullc pcI4gt METODO ASTM

()U D-445 D-S67 D-W D-87 Diexcl I)y~ D-1500 0-18 ~ oshySLcrrEMAS HIDKAUUCOS Grado ISO 32 310 S3 100 0870 -29 210 m 15 001 02-05 DI

68 650 81 99 0870 -20 230 2M lS 002 t1~-D5 100 n2O 127 95 0885 -20 24~ 27~ 25 020 01005

MAQUINAS HEKRAMIElITAS Grado ISO 6IS 670 78 15 O92D -JO 190 21~ 75 02 O08

220 2100 Hi3 75 O92D -22 214 24S 80 02 OJQ

MAQUI NAS PAPElERAS (Corrugador) (irlldo lSO 150 1580 14 HlO OK17 - JO 261 J4I5 4S 04-08 OU-IO OH

UD 21amp0 200 lOO Uxtl -lO 214 ~IO 50 04-0amp OlS-lO OJt4

HEKRAMIElITAS NEUMATICAS

--Joshy

Grado ISO 46 440 62 01-092 -4 174 204 -1 O4)S 032-06 001 100 110 96 f - - 093 -J] 201 23S 4middot5 0210 Q32 001

150 Jf5O 119 092 -~ 2)q 235 (8 030 031 001_ 1 f~ bull 1 (

COMJgtRESORE5 1)[ lUmiddotICI([IltACIO (iexclriexclauu ISO 2Z 217 39 60-70 OH9(1 174 IYl 10 001 OD2- ~

46 43Il 51 65 O) J(l -40 11)0 21Z IS 002 - U02 ~ ~68 (H O 7~ ~ 0)20 - 7 21(0 ~~() 15 r 002 OO al COM PRESORES DE GA Criexcl4 1SO 100 1110 120 80 11888 - 20 2AO 271 40 101 30

RODAMIINTOS lE

IJOLLI V IWUlLLOS c r4e ISO 700 80- lOO 087)85 -15 2]2 265 10 Oos (J ](1 Irml-jl

CILlNVROS DE AI()Jt Grado ISO 4(0 4750 -Oi 100 O lt)J - 10 271 31 ( lt 5 0 3-07i 015

QiO (lOO nIJ )5 0918 -3 1J9 31- vtruc 0 10 lOO(J n(Ju ~ 11 JO Olt)2(] - 1 288 31) VlI d 15(10 IWOO (omiddot I() JI U1)0 - 1 bull 313 3gt1 crdc

middotllJIUIINA m VIOt Grado ISO 32 3~U 5S 112 Uampgtl1 -23 208 2gt1 l ~ UOI Ou7 Itl(lt (i 0 I- 105 0370 -11 ~12 21(J 002 ~ rI 008 04J(kl JIIl I 1211 lO UftIO - 1~ 2-1S ~(

fl03 OOS oe

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INDWnlClA nXTII (HuOS)

(radu ISO 10 2(15 s~ oxc - I 171 lJ I 111 001 00]12 205 A ~ 01( -12 IIN IrWl

11 I ~ bull j 0 1)( 1Io ~

140

de motores y las companlas fabr icantes de aceites y aditivos en Europa estaacuten cooperando con el consejo europeo de coordinacioacuten (CEC) para desarrollar meacutetodos europeos normalizados de pruebas ya que algunos de los requerimientos funcionales de motores europeos difieren apreciablemente de los requerimientos de que se ocupan los requisitos API SF CC o CD Pero para determinar ciertos paraacutemetros de calidad se usan las pruebas de secuencias ASTM ya sea exclusivamente o como alternativas

Los objetivos del CCMC constituyen un factor importante en la comercializacioacuten en toda Europa de aceites para servicio La clase CCMC GL describe los requisitos miacuten imos de los miembros del CCMC para automoacuteviles de motores a gasolina La CCMC G3 describe un lubricante de calidad superior para motores a gasolina y que son exigidos por algunos miembros del CCMC G3 define un lubricante de alta calidad y baja viscosidad para motores a gasolina La CCMC PD-1 define un aceite apropiado para el uso en motores diese l de automoacuteviles de pasajeros y es exigida por algunos miembros de la CCMC La CCMC D1 describe requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural que trabajan en servicio de trabajo liviano La CCMC D2 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo pesado La CCMC D3 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo extrapesado e incluye una prueba de pul imento de la cara interior del cilindro

34 Clasificacioacuten militar (MIL)

Aunque las especificaciones militares no regulan los usos no militares (civiles) de los aceites muchos usuarios civiles solicitan aceites que han sido calificados bajo estos requisitos porque dichos aceites han tenido reacutecords de rendimientos exitosos Por esta razoacuten los fabricantes de aceites a menudo identifican sus productos con las especificaciones militares Estas especificaciones son cada vez maacutes exigentes en la medida que el desarrollo tecnoloacutegico de los motores avanza Ello imp lica que los motores modernos requieren aceites con mayor grado de refinac ioacuten y con mayor contenido de aditivos

Las maacuteximas especificaciones militares actuales son las Mil-L46152E para aceites de motores a gasolina y es cumplida por aceites de nivel SG de la API Para motores diesel reciente especificacioacuten y el desarrollo de motores diesel estaacute proyectado para cumpl ir con el nive l de calidad CG-4 Dentro de

141

las especificaciones militares conocidas hay algunas que ya son obsoletas y no estaacuten vigentes debido a que no cumplen con los requerimientos de lubricacioacuten de la nueva generacioacuten de motores Ver cuadro 40

35 Clasificacioacuten AGMA

El sistema AGMA (Asociacioacuten de fabricantes americanos de engranaJes) clasifica los aceites para engranajes fabricados bajo las normas y

especificaciones AGMA como se muestra en el cuadro 41

Las recomendaciones de lubricacioacuten en el sistema AGMA solo se utilizan para engranajes abiertos y reductor de veloc idad

36 Clasificacioacuten ASTM

El sistema ASTM unifica en un so lo valor la viscosidad de los aceites lubricantes medida en SSU A 100degF considerando el valor maacuteximo y miacutenimo Este sistema fue reemplazado po r el sistema ISO En el cuadro 42 se muestrEi el sistema ASTM para clas ificar ace ites industriales

37 Equivalencias entre los sistemas de clasificacioacuten

Al estar todos los anteriores sistemas de clasificacioacuten basados en la determinacioacuten de la viscosidad es posible y conveniente establecer las equivalencias entre los diferentes sistemas con el propoacutesito de seleccionar u homologar un lubricante en particular Es decir permite trasladarse de un Ulenguaje a otro facilitando la seleccioacuten y buacutesqueda del aceite mas adecuado En el cuadro 43 se presentan estas equivalencias

38 Clasificacioacuten de las grasas lubricantes

El Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) ha normalizado las grasas en funcioacuten de su consistencia (resistencia a la penetracioacuten) como se muestra en el cuadro 44

39 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos a gasolina

En los cuadros 45 46 se indica la clasificacioacuten establecidas para motores de1

dos tiempos que consumen como combustible gasolina sean refrigerados por aire o agua (cuadro 47)

142

CUADRO 40 Especificaciones militares para aceites automotores

Especificacioacuten Categoria militar API

MILL-21 04A CA

MIL -2104A CB Suplemento 1

MI L-L21 04B SCICC

MIL-L461 52B SFCC

MIL-L-46152 C SG

MIL-L45199B CD

MIL-L-21 040 SDCD

MIL-L21040 CE

MIL-L46152E

Fuente (Albarracin 1993)

Prueba ASTM

110

110

1110 VD

110 VC

SG

Propiedad medida

De lergencia

De tergencia

Protecclon contra la herrumbre

Proteccioacuten con tr la herrumbre

lottccioacuten contr i) 1) herrum re a alla s temperat ras control de edllllentos ltJ ala temperatur s

Proteccioacuten contra la herrumbre corrOSlon re sis tencia a oXidacioacuten proteccion al desgaste y contenido de detergencia-dispersan clltl

Proteccioacuten contra la form c ioacuten de depOacuteSitos debido al azufre del combustible

Protecclon contra I herrumbre con trol de sedimentos a bajas temperaturas y mayor efectiVidad de los aditivos de tergen te s-d Is pe rsa n tes

Consumo de acei te desgaste de ann il los depositos en los pistones y cant ida d de mat I ial carbonoso en el ace ite

Vigencia de la

especl ficacloacuten obsoleta

obso lela

Reemplaza la rvl1L-L4G152 y la MIL-L-46152A

SECC

Vigente

Obsoteta

Reemplaza I MI ~- L-15199B

Reempla za la MIL -L-2104A

MIL-L-2104A Suplemento 1 yl MIL -L -2104B

CUADRO 41 Clasificacioacuten AGMA para engranajes

NUMERO AGMA

VISCOSIDAD SSV100degC

MINIMA MAXIMA cstl378degC

MINIMA MAXIMA

1 193 235 414 50 0 22EP 284 347 612 74 8 33EP 417 510 900 1100 44EP 626 765 1350 1650 55EP 918 1122 1980 2420 6 6EP 1335 1632 2880 352 0

77compond 7EP 1919 2346 414 10 506 0

8 8compond 8EP 2837 3467 9000 11000 8 A compond 4171 5098 9000 11000

99 EP 6260 7650 1010EP 13350 16320 111 1 EP 19190 23460 1212EP 28370 34670 1313 EP210degC 850 1000

Fuente (Albarraciacuten 1993)

144

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

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middot - -- ~1 ~ _ _ 1 - - ---shy - I- ~) ~

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I ~ r

FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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195

CUADRO 39 Propiedades fisicoquiacutemicas de algunos aceites lubricantes industriales (norma ISO)

VIIbullbullud IMk~~ Cn~obd P_bullbullc PunID d Plo d Hnlduo d N~ro d e$c 1sHa1bullbull4I IIiexclwclnCI nuldtz InnlDlCloacuten Combulllon Color rubon ntulrUucln

TIPODEACElTE WC 100( cm) C C -C aacrICOIllCrbullbullc pcI4gt METODO ASTM

()U D-445 D-S67 D-W D-87 Diexcl I)y~ D-1500 0-18 ~ oshySLcrrEMAS HIDKAUUCOS Grado ISO 32 310 S3 100 0870 -29 210 m 15 001 02-05 DI

68 650 81 99 0870 -20 230 2M lS 002 t1~-D5 100 n2O 127 95 0885 -20 24~ 27~ 25 020 01005

MAQUINAS HEKRAMIElITAS Grado ISO 6IS 670 78 15 O92D -JO 190 21~ 75 02 O08

220 2100 Hi3 75 O92D -22 214 24S 80 02 OJQ

MAQUI NAS PAPElERAS (Corrugador) (irlldo lSO 150 1580 14 HlO OK17 - JO 261 J4I5 4S 04-08 OU-IO OH

UD 21amp0 200 lOO Uxtl -lO 214 ~IO 50 04-0amp OlS-lO OJt4

HEKRAMIElITAS NEUMATICAS

--Joshy

Grado ISO 46 440 62 01-092 -4 174 204 -1 O4)S 032-06 001 100 110 96 f - - 093 -J] 201 23S 4middot5 0210 Q32 001

150 Jf5O 119 092 -~ 2)q 235 (8 030 031 001_ 1 f~ bull 1 (

COMJgtRESORE5 1)[ lUmiddotICI([IltACIO (iexclriexclauu ISO 2Z 217 39 60-70 OH9(1 174 IYl 10 001 OD2- ~

46 43Il 51 65 O) J(l -40 11)0 21Z IS 002 - U02 ~ ~68 (H O 7~ ~ 0)20 - 7 21(0 ~~() 15 r 002 OO al COM PRESORES DE GA Criexcl4 1SO 100 1110 120 80 11888 - 20 2AO 271 40 101 30

RODAMIINTOS lE

IJOLLI V IWUlLLOS c r4e ISO 700 80- lOO 087)85 -15 2]2 265 10 Oos (J ](1 Irml-jl

CILlNVROS DE AI()Jt Grado ISO 4(0 4750 -Oi 100 O lt)J - 10 271 31 ( lt 5 0 3-07i 015

QiO (lOO nIJ )5 0918 -3 1J9 31- vtruc 0 10 lOO(J n(Ju ~ 11 JO Olt)2(] - 1 288 31) VlI d 15(10 IWOO (omiddot I() JI U1)0 - 1 bull 313 3gt1 crdc

middotllJIUIINA m VIOt Grado ISO 32 3~U 5S 112 Uampgtl1 -23 208 2gt1 l ~ UOI Ou7 Itl(lt (i 0 I- 105 0370 -11 ~12 21(J 002 ~ rI 008 04J(kl JIIl I 1211 lO UftIO - 1~ 2-1S ~(

fl03 OOS oe

~ ( f -

INDWnlClA nXTII (HuOS)

(radu ISO 10 2(15 s~ oxc - I 171 lJ I 111 001 00]12 205 A ~ 01( -12 IIN IrWl

11 I ~ bull j 0 1)( 1Io ~

140

de motores y las companlas fabr icantes de aceites y aditivos en Europa estaacuten cooperando con el consejo europeo de coordinacioacuten (CEC) para desarrollar meacutetodos europeos normalizados de pruebas ya que algunos de los requerimientos funcionales de motores europeos difieren apreciablemente de los requerimientos de que se ocupan los requisitos API SF CC o CD Pero para determinar ciertos paraacutemetros de calidad se usan las pruebas de secuencias ASTM ya sea exclusivamente o como alternativas

Los objetivos del CCMC constituyen un factor importante en la comercializacioacuten en toda Europa de aceites para servicio La clase CCMC GL describe los requisitos miacuten imos de los miembros del CCMC para automoacuteviles de motores a gasolina La CCMC G3 describe un lubricante de calidad superior para motores a gasolina y que son exigidos por algunos miembros del CCMC G3 define un lubricante de alta calidad y baja viscosidad para motores a gasolina La CCMC PD-1 define un aceite apropiado para el uso en motores diese l de automoacuteviles de pasajeros y es exigida por algunos miembros de la CCMC La CCMC D1 describe requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural que trabajan en servicio de trabajo liviano La CCMC D2 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo pesado La CCMC D3 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo extrapesado e incluye una prueba de pul imento de la cara interior del cilindro

34 Clasificacioacuten militar (MIL)

Aunque las especificaciones militares no regulan los usos no militares (civiles) de los aceites muchos usuarios civiles solicitan aceites que han sido calificados bajo estos requisitos porque dichos aceites han tenido reacutecords de rendimientos exitosos Por esta razoacuten los fabricantes de aceites a menudo identifican sus productos con las especificaciones militares Estas especificaciones son cada vez maacutes exigentes en la medida que el desarrollo tecnoloacutegico de los motores avanza Ello imp lica que los motores modernos requieren aceites con mayor grado de refinac ioacuten y con mayor contenido de aditivos

Las maacuteximas especificaciones militares actuales son las Mil-L46152E para aceites de motores a gasolina y es cumplida por aceites de nivel SG de la API Para motores diesel reciente especificacioacuten y el desarrollo de motores diesel estaacute proyectado para cumpl ir con el nive l de calidad CG-4 Dentro de

141

las especificaciones militares conocidas hay algunas que ya son obsoletas y no estaacuten vigentes debido a que no cumplen con los requerimientos de lubricacioacuten de la nueva generacioacuten de motores Ver cuadro 40

35 Clasificacioacuten AGMA

El sistema AGMA (Asociacioacuten de fabricantes americanos de engranaJes) clasifica los aceites para engranajes fabricados bajo las normas y

especificaciones AGMA como se muestra en el cuadro 41

Las recomendaciones de lubricacioacuten en el sistema AGMA solo se utilizan para engranajes abiertos y reductor de veloc idad

36 Clasificacioacuten ASTM

El sistema ASTM unifica en un so lo valor la viscosidad de los aceites lubricantes medida en SSU A 100degF considerando el valor maacuteximo y miacutenimo Este sistema fue reemplazado po r el sistema ISO En el cuadro 42 se muestrEi el sistema ASTM para clas ificar ace ites industriales

37 Equivalencias entre los sistemas de clasificacioacuten

Al estar todos los anteriores sistemas de clasificacioacuten basados en la determinacioacuten de la viscosidad es posible y conveniente establecer las equivalencias entre los diferentes sistemas con el propoacutesito de seleccionar u homologar un lubricante en particular Es decir permite trasladarse de un Ulenguaje a otro facilitando la seleccioacuten y buacutesqueda del aceite mas adecuado En el cuadro 43 se presentan estas equivalencias

38 Clasificacioacuten de las grasas lubricantes

El Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) ha normalizado las grasas en funcioacuten de su consistencia (resistencia a la penetracioacuten) como se muestra en el cuadro 44

39 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos a gasolina

En los cuadros 45 46 se indica la clasificacioacuten establecidas para motores de1

dos tiempos que consumen como combustible gasolina sean refrigerados por aire o agua (cuadro 47)

142

CUADRO 40 Especificaciones militares para aceites automotores

Especificacioacuten Categoria militar API

MILL-21 04A CA

MIL -2104A CB Suplemento 1

MI L-L21 04B SCICC

MIL-L461 52B SFCC

MIL-L-46152 C SG

MIL-L45199B CD

MIL-L-21 040 SDCD

MIL-L21040 CE

MIL-L46152E

Fuente (Albarracin 1993)

Prueba ASTM

110

110

1110 VD

110 VC

SG

Propiedad medida

De lergencia

De tergencia

Protecclon contra la herrumbre

Proteccioacuten con tr la herrumbre

lottccioacuten contr i) 1) herrum re a alla s temperat ras control de edllllentos ltJ ala temperatur s

Proteccioacuten contra la herrumbre corrOSlon re sis tencia a oXidacioacuten proteccion al desgaste y contenido de detergencia-dispersan clltl

Proteccioacuten contra la form c ioacuten de depOacuteSitos debido al azufre del combustible

Protecclon contra I herrumbre con trol de sedimentos a bajas temperaturas y mayor efectiVidad de los aditivos de tergen te s-d Is pe rsa n tes

Consumo de acei te desgaste de ann il los depositos en los pistones y cant ida d de mat I ial carbonoso en el ace ite

Vigencia de la

especl ficacloacuten obsoleta

obso lela

Reemplaza la rvl1L-L4G152 y la MIL-L-46152A

SECC

Vigente

Obsoteta

Reemplaza I MI ~- L-15199B

Reempla za la MIL -L-2104A

MIL-L-2104A Suplemento 1 yl MIL -L -2104B

CUADRO 41 Clasificacioacuten AGMA para engranajes

NUMERO AGMA

VISCOSIDAD SSV100degC

MINIMA MAXIMA cstl378degC

MINIMA MAXIMA

1 193 235 414 50 0 22EP 284 347 612 74 8 33EP 417 510 900 1100 44EP 626 765 1350 1650 55EP 918 1122 1980 2420 6 6EP 1335 1632 2880 352 0

77compond 7EP 1919 2346 414 10 506 0

8 8compond 8EP 2837 3467 9000 11000 8 A compond 4171 5098 9000 11000

99 EP 6260 7650 1010EP 13350 16320 111 1 EP 19190 23460 1212EP 28370 34670 1313 EP210degC 850 1000

Fuente (Albarraciacuten 1993)

144

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

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FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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195

de motores y las companlas fabr icantes de aceites y aditivos en Europa estaacuten cooperando con el consejo europeo de coordinacioacuten (CEC) para desarrollar meacutetodos europeos normalizados de pruebas ya que algunos de los requerimientos funcionales de motores europeos difieren apreciablemente de los requerimientos de que se ocupan los requisitos API SF CC o CD Pero para determinar ciertos paraacutemetros de calidad se usan las pruebas de secuencias ASTM ya sea exclusivamente o como alternativas

Los objetivos del CCMC constituyen un factor importante en la comercializacioacuten en toda Europa de aceites para servicio La clase CCMC GL describe los requisitos miacuten imos de los miembros del CCMC para automoacuteviles de motores a gasolina La CCMC G3 describe un lubricante de calidad superior para motores a gasolina y que son exigidos por algunos miembros del CCMC G3 define un lubricante de alta calidad y baja viscosidad para motores a gasolina La CCMC PD-1 define un aceite apropiado para el uso en motores diese l de automoacuteviles de pasajeros y es exigida por algunos miembros de la CCMC La CCMC D1 describe requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural que trabajan en servicio de trabajo liviano La CCMC D2 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo pesado La CCMC D3 describe los requerimientos funcionales para motores diesel de aspiracioacuten natural y tambieacuten turboalimentados que trabajan en servicio de trabajo extrapesado e incluye una prueba de pul imento de la cara interior del cilindro

34 Clasificacioacuten militar (MIL)

Aunque las especificaciones militares no regulan los usos no militares (civiles) de los aceites muchos usuarios civiles solicitan aceites que han sido calificados bajo estos requisitos porque dichos aceites han tenido reacutecords de rendimientos exitosos Por esta razoacuten los fabricantes de aceites a menudo identifican sus productos con las especificaciones militares Estas especificaciones son cada vez maacutes exigentes en la medida que el desarrollo tecnoloacutegico de los motores avanza Ello imp lica que los motores modernos requieren aceites con mayor grado de refinac ioacuten y con mayor contenido de aditivos

Las maacuteximas especificaciones militares actuales son las Mil-L46152E para aceites de motores a gasolina y es cumplida por aceites de nivel SG de la API Para motores diesel reciente especificacioacuten y el desarrollo de motores diesel estaacute proyectado para cumpl ir con el nive l de calidad CG-4 Dentro de

141

las especificaciones militares conocidas hay algunas que ya son obsoletas y no estaacuten vigentes debido a que no cumplen con los requerimientos de lubricacioacuten de la nueva generacioacuten de motores Ver cuadro 40

35 Clasificacioacuten AGMA

El sistema AGMA (Asociacioacuten de fabricantes americanos de engranaJes) clasifica los aceites para engranajes fabricados bajo las normas y

especificaciones AGMA como se muestra en el cuadro 41

Las recomendaciones de lubricacioacuten en el sistema AGMA solo se utilizan para engranajes abiertos y reductor de veloc idad

36 Clasificacioacuten ASTM

El sistema ASTM unifica en un so lo valor la viscosidad de los aceites lubricantes medida en SSU A 100degF considerando el valor maacuteximo y miacutenimo Este sistema fue reemplazado po r el sistema ISO En el cuadro 42 se muestrEi el sistema ASTM para clas ificar ace ites industriales

37 Equivalencias entre los sistemas de clasificacioacuten

Al estar todos los anteriores sistemas de clasificacioacuten basados en la determinacioacuten de la viscosidad es posible y conveniente establecer las equivalencias entre los diferentes sistemas con el propoacutesito de seleccionar u homologar un lubricante en particular Es decir permite trasladarse de un Ulenguaje a otro facilitando la seleccioacuten y buacutesqueda del aceite mas adecuado En el cuadro 43 se presentan estas equivalencias

38 Clasificacioacuten de las grasas lubricantes

El Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) ha normalizado las grasas en funcioacuten de su consistencia (resistencia a la penetracioacuten) como se muestra en el cuadro 44

39 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos a gasolina

En los cuadros 45 46 se indica la clasificacioacuten establecidas para motores de1

dos tiempos que consumen como combustible gasolina sean refrigerados por aire o agua (cuadro 47)

142

CUADRO 40 Especificaciones militares para aceites automotores

Especificacioacuten Categoria militar API

MILL-21 04A CA

MIL -2104A CB Suplemento 1

MI L-L21 04B SCICC

MIL-L461 52B SFCC

MIL-L-46152 C SG

MIL-L45199B CD

MIL-L-21 040 SDCD

MIL-L21040 CE

MIL-L46152E

Fuente (Albarracin 1993)

Prueba ASTM

110

110

1110 VD

110 VC

SG

Propiedad medida

De lergencia

De tergencia

Protecclon contra la herrumbre

Proteccioacuten con tr la herrumbre

lottccioacuten contr i) 1) herrum re a alla s temperat ras control de edllllentos ltJ ala temperatur s

Proteccioacuten contra la herrumbre corrOSlon re sis tencia a oXidacioacuten proteccion al desgaste y contenido de detergencia-dispersan clltl

Proteccioacuten contra la form c ioacuten de depOacuteSitos debido al azufre del combustible

Protecclon contra I herrumbre con trol de sedimentos a bajas temperaturas y mayor efectiVidad de los aditivos de tergen te s-d Is pe rsa n tes

Consumo de acei te desgaste de ann il los depositos en los pistones y cant ida d de mat I ial carbonoso en el ace ite

Vigencia de la

especl ficacloacuten obsoleta

obso lela

Reemplaza la rvl1L-L4G152 y la MIL-L-46152A

SECC

Vigente

Obsoteta

Reemplaza I MI ~- L-15199B

Reempla za la MIL -L-2104A

MIL-L-2104A Suplemento 1 yl MIL -L -2104B

CUADRO 41 Clasificacioacuten AGMA para engranajes

NUMERO AGMA

VISCOSIDAD SSV100degC

MINIMA MAXIMA cstl378degC

MINIMA MAXIMA

1 193 235 414 50 0 22EP 284 347 612 74 8 33EP 417 510 900 1100 44EP 626 765 1350 1650 55EP 918 1122 1980 2420 6 6EP 1335 1632 2880 352 0

77compond 7EP 1919 2346 414 10 506 0

8 8compond 8EP 2837 3467 9000 11000 8 A compond 4171 5098 9000 11000

99 EP 6260 7650 1010EP 13350 16320 111 1 EP 19190 23460 1212EP 28370 34670 1313 EP210degC 850 1000

Fuente (Albarraciacuten 1993)

144

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

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FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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ESSO Lubricaci6n de motores diese l industriales estacionarios s f 33 p

195

las especificaciones militares conocidas hay algunas que ya son obsoletas y no estaacuten vigentes debido a que no cumplen con los requerimientos de lubricacioacuten de la nueva generacioacuten de motores Ver cuadro 40

35 Clasificacioacuten AGMA

El sistema AGMA (Asociacioacuten de fabricantes americanos de engranaJes) clasifica los aceites para engranajes fabricados bajo las normas y

especificaciones AGMA como se muestra en el cuadro 41

Las recomendaciones de lubricacioacuten en el sistema AGMA solo se utilizan para engranajes abiertos y reductor de veloc idad

36 Clasificacioacuten ASTM

El sistema ASTM unifica en un so lo valor la viscosidad de los aceites lubricantes medida en SSU A 100degF considerando el valor maacuteximo y miacutenimo Este sistema fue reemplazado po r el sistema ISO En el cuadro 42 se muestrEi el sistema ASTM para clas ificar ace ites industriales

37 Equivalencias entre los sistemas de clasificacioacuten

Al estar todos los anteriores sistemas de clasificacioacuten basados en la determinacioacuten de la viscosidad es posible y conveniente establecer las equivalencias entre los diferentes sistemas con el propoacutesito de seleccionar u homologar un lubricante en particular Es decir permite trasladarse de un Ulenguaje a otro facilitando la seleccioacuten y buacutesqueda del aceite mas adecuado En el cuadro 43 se presentan estas equivalencias

38 Clasificacioacuten de las grasas lubricantes

El Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) ha normalizado las grasas en funcioacuten de su consistencia (resistencia a la penetracioacuten) como se muestra en el cuadro 44

39 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos a gasolina

En los cuadros 45 46 se indica la clasificacioacuten establecidas para motores de1

dos tiempos que consumen como combustible gasolina sean refrigerados por aire o agua (cuadro 47)

142

CUADRO 40 Especificaciones militares para aceites automotores

Especificacioacuten Categoria militar API

MILL-21 04A CA

MIL -2104A CB Suplemento 1

MI L-L21 04B SCICC

MIL-L461 52B SFCC

MIL-L-46152 C SG

MIL-L45199B CD

MIL-L-21 040 SDCD

MIL-L21040 CE

MIL-L46152E

Fuente (Albarracin 1993)

Prueba ASTM

110

110

1110 VD

110 VC

SG

Propiedad medida

De lergencia

De tergencia

Protecclon contra la herrumbre

Proteccioacuten con tr la herrumbre

lottccioacuten contr i) 1) herrum re a alla s temperat ras control de edllllentos ltJ ala temperatur s

Proteccioacuten contra la herrumbre corrOSlon re sis tencia a oXidacioacuten proteccion al desgaste y contenido de detergencia-dispersan clltl

Proteccioacuten contra la form c ioacuten de depOacuteSitos debido al azufre del combustible

Protecclon contra I herrumbre con trol de sedimentos a bajas temperaturas y mayor efectiVidad de los aditivos de tergen te s-d Is pe rsa n tes

Consumo de acei te desgaste de ann il los depositos en los pistones y cant ida d de mat I ial carbonoso en el ace ite

Vigencia de la

especl ficacloacuten obsoleta

obso lela

Reemplaza la rvl1L-L4G152 y la MIL-L-46152A

SECC

Vigente

Obsoteta

Reemplaza I MI ~- L-15199B

Reempla za la MIL -L-2104A

MIL-L-2104A Suplemento 1 yl MIL -L -2104B

CUADRO 41 Clasificacioacuten AGMA para engranajes

NUMERO AGMA

VISCOSIDAD SSV100degC

MINIMA MAXIMA cstl378degC

MINIMA MAXIMA

1 193 235 414 50 0 22EP 284 347 612 74 8 33EP 417 510 900 1100 44EP 626 765 1350 1650 55EP 918 1122 1980 2420 6 6EP 1335 1632 2880 352 0

77compond 7EP 1919 2346 414 10 506 0

8 8compond 8EP 2837 3467 9000 11000 8 A compond 4171 5098 9000 11000

99 EP 6260 7650 1010EP 13350 16320 111 1 EP 19190 23460 1212EP 28370 34670 1313 EP210degC 850 1000

Fuente (Albarraciacuten 1993)

144

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

~~

uacute m a

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~ ~ rlt j ~ plm l middotshy-r-C iacute o aa

middot - -- ~1 ~ _ _ 1 - - ---shy - I- ~) ~

-J ~

I ~ r

FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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ESSO Lubricaci6n de motores diese l industriales estacionarios s f 33 p

195

CUADRO 40 Especificaciones militares para aceites automotores

Especificacioacuten Categoria militar API

MILL-21 04A CA

MIL -2104A CB Suplemento 1

MI L-L21 04B SCICC

MIL-L461 52B SFCC

MIL-L-46152 C SG

MIL-L45199B CD

MIL-L-21 040 SDCD

MIL-L21040 CE

MIL-L46152E

Fuente (Albarracin 1993)

Prueba ASTM

110

110

1110 VD

110 VC

SG

Propiedad medida

De lergencia

De tergencia

Protecclon contra la herrumbre

Proteccioacuten con tr la herrumbre

lottccioacuten contr i) 1) herrum re a alla s temperat ras control de edllllentos ltJ ala temperatur s

Proteccioacuten contra la herrumbre corrOSlon re sis tencia a oXidacioacuten proteccion al desgaste y contenido de detergencia-dispersan clltl

Proteccioacuten contra la form c ioacuten de depOacuteSitos debido al azufre del combustible

Protecclon contra I herrumbre con trol de sedimentos a bajas temperaturas y mayor efectiVidad de los aditivos de tergen te s-d Is pe rsa n tes

Consumo de acei te desgaste de ann il los depositos en los pistones y cant ida d de mat I ial carbonoso en el ace ite

Vigencia de la

especl ficacloacuten obsoleta

obso lela

Reemplaza la rvl1L-L4G152 y la MIL-L-46152A

SECC

Vigente

Obsoteta

Reemplaza I MI ~- L-15199B

Reempla za la MIL -L-2104A

MIL-L-2104A Suplemento 1 yl MIL -L -2104B

CUADRO 41 Clasificacioacuten AGMA para engranajes

NUMERO AGMA

VISCOSIDAD SSV100degC

MINIMA MAXIMA cstl378degC

MINIMA MAXIMA

1 193 235 414 50 0 22EP 284 347 612 74 8 33EP 417 510 900 1100 44EP 626 765 1350 1650 55EP 918 1122 1980 2420 6 6EP 1335 1632 2880 352 0

77compond 7EP 1919 2346 414 10 506 0

8 8compond 8EP 2837 3467 9000 11000 8 A compond 4171 5098 9000 11000

99 EP 6260 7650 1010EP 13350 16320 111 1 EP 19190 23460 1212EP 28370 34670 1313 EP210degC 850 1000

Fuente (Albarraciacuten 1993)

144

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

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FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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195

CUADRO 41 Clasificacioacuten AGMA para engranajes

NUMERO AGMA

VISCOSIDAD SSV100degC

MINIMA MAXIMA cstl378degC

MINIMA MAXIMA

1 193 235 414 50 0 22EP 284 347 612 74 8 33EP 417 510 900 1100 44EP 626 765 1350 1650 55EP 918 1122 1980 2420 6 6EP 1335 1632 2880 352 0

77compond 7EP 1919 2346 414 10 506 0

8 8compond 8EP 2837 3467 9000 11000 8 A compond 4171 5098 9000 11000

99 EP 6260 7650 1010EP 13350 16320 111 1 EP 19190 23460 1212EP 28370 34670 1313 EP210degC 850 1000

Fuente (Albarraciacuten 1993)

144

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

~~

uacute m a

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middot - -- ~1 ~ _ _ 1 - - ---shy - I- ~) ~

-J ~

I ~ r

FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

BIBLIOGRAFiacuteA

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CATERPILLAR El aceite lubricante y su motor S F 27 p

ESSO Lubricaci6n de motores diese l industriales estacionarios s f 33 p

195

CADRO 42 Sistema de clasificacioacuten ASTM

VISCOSIDAD 550 V100 degF ASTM MINIMA MAXIMA

32 325 34 36 35 6 376 40 39 6 42 6 50 46 503 60 554 62 4 75 716 83 4 105 970 115 9 150 1362 2350 315 284 0 3470 465 4170 5100 700 6250 7640 1000 917 0 11210 1500 1334 18310 2150 1918 2344 3150 2835 3465 4650 4169 5095 7000 6253 7642

Fuente (Benitez 1992)

145

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

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FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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195

CUADRO 43 Equivalencias entre los diferentes sistemas de clasificacioacuten

Grado cSta Grado SS Ua Grado Grado SAE de aceites ISO +40degC ASTM +100degF AGMA unigrados para

MCI Engr automot

2 198-242 32 32 8-344 3 288-3 52 36 356-376 5 41 4 -5 06 40 396 -42 6 7 6 1 2-7 48 50 46 0-503

60 10 9 0-11 0 576-653

75 15 135-165 758-69 1

105 22 198-24 2 105-126 5wOw 75w

150 101

32 28 8-352 149- 182 215

46 414-50 6 214-262 10 15w 315 22EP iquestOw

68 6 12- 74 8 317-389 iquestO 80 80w 465 33EP

100 90-110 468-575 30 25w 700 44EP 85w

150 135shy 165 709-8 71 40 1000 55EP

220 198-242 1047-1283 50 90 1500 66EP

320 288-352 1533- 11881 2150 7EP 7 Comp

460 414-506 2214-27 19 140

3150 8EP 8 Comp

680 61 2- 748 3298-404 8 4650 8A Comp

1000 900-1100 4884- 5975 7000 250

1500 1365-1650 765-DOe(

Fuente (Albarraciacuten 1993)

146

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

~~

uacute m a

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middot - -- ~1 ~ _ _ 1 - - ---shy - I- ~) ~

-J ~

I ~ r

FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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195

CUADRO 44 Clasificaci oacuten ASTM y consistencia NLGI para grasas lubricantes

Penetracioacuten trabajada Campo ASTM en mm1 O Consistencia Grado de

25deg C(noF) NLGI de dureza aplicacioacuten

447 - 475 000 m fluida engranajes 400 - 430 00 flu ida engranaJjes 355 - 385 O s mlflulda Rodamientos sistema central izado 310-340 1 l1 l y olanda Rodamientos sistema centralizado 265 - 295 2 blanda Rodamientos

220 - 250 3 med ia Rodamientos

175 - 205 4 dura COjinetes lisos Grasa en bloque

130 - 160 5 muy dura Cojinetes liSOS Grasa en bloque

85 - 118 6 duriacuteSi ma COjinetes lisos Grasa en bloque

Fuente (Albarraciacuten 1993)

147

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

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86---T o I ~

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N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

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-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

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FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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CATERPILLAR El aceite lubricante y su motor S F 27 p

ESSO Lubricaci6n de motores diese l industriales estacionarios s f 33 p

195

CUADRO 45 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados par agua

Severidad SAEAPI ASTM NMMA Observaciones

Alta TD TSC -4 TCW Sin cenizas motores fuera de borda aceite solido

Alta TSC-5 CW II Sin cenizas comacelte501

TSC - 6 TCW 3 Nuevo

Fuente (Londontildeo 1993) NMM National Marine Manufacture asoclatlon

CUADRO 46 Clasificacioacuten de los aceites para motores de dos (2) tiempos enfriados por aire

Severidad SAEAPI ASTM ObservaCiones

Baja TA TSC - 1 Cortadoras de cesped bombas y generadores pequentildeos Obsoleto

Baja T8 TSC - 2 Motocic le tas (L250 cc) deberia estar obsoleto

Alta TC TSC - 3 Motocic letas siembras de cadena calidad estandar

148

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

~~

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FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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195

CUADRO 47 Comparacioacuten de motores enfnados por aIre y motores enfriados por agua

Variables Motor enfriado Motor enfriado por poragua aIre

Potencia

Temperatura de

Combustioacuten

Eficiencia

Compresioacuten

Lubricacioacuten

Calidad aceite

Hasta 300 hp

Mas alta

Mas eficiente

Mayor relacioacuten compresioacuten

Mas exigente

Sin contenidos metaacutelicos sin cenizas

Mayor calidad

Menor proporcioacuten

Aceitegasolina

Hasta 40 hp

Menor temperatura

Eficiente

Menor

Menor exigencIa

Emplea contenido metaacutelicos consin cenIzas

149

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

~~

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middot - -- ~1 ~ _ _ 1 - - ---shy - I- ~) ~

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I ~ r

FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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ESSO Lubricaci6n de motores diese l industriales estacionarios s f 33 p

195

4 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCION DE LUBRICANTES

41 Escogencia de lubricantes

La escogencia de un lubricante conveniente para un trabajo especifico es frecuentemente difiacutecil En primer lugar el disentildeador podraacute decir el tipo de lubricante que debe usarse bien sean grasa aceite o soacutelidos y proveeraacuten los aditamentos de lubricacioacuten apropiados Muchas maacutequinas son disentildeadas y construidas y no se dice la manera como los rodamientos y otras partes deben ser lubricadas Usualmente hay que decir queacute tipo de aceite se debe usar Frecuentemente es faacutecil y sale barato usar un aceite Innecesariamente bueno caro para un trabajo particular si la mayoriacutea de las maacutequinas de la planta requieren el mejor aceite

Los lubricantes soacutelidos son usados para las siguientes aplicaciones

bull Para rodamientos que deben permanecer estacionarios por tiempos muy largos pero los cuales deben permanecer libres y listos para usarse en cualquier momento especialmente bajo condiciones de altas temperaturas o cuando la lubricacioacuten fluida puede ser lavada Ejemplo vaacutelvulas de emergencia para vapor

bull Para facilitar el desmontaje de roscas y partes similares expuestas al calor o a la corrosioacuten

bull Entre superficies expuestas a dantildeos debido a vibraCiones

bull Para guiacuteas deslizantes o ejes en cojinetes planos operando hajo cargas muy pesadas y bajas velocidades o a temperaturas muy altas

Para todas estas aplicaciones se puede emplear grafito osulfitos de tugsteno o molibdeno Otras pastas dentro de la superficie como polvos o aplicadas como suspensioacuten en el aceite volaacutetil o agua las cuales se evaporan despueacutes que han depositado el lubricante soacutelido dentro del cojinete Adhesivos portadores tales como glicerina o jarabe de maiacutez pueden usarse cuando se dificulta llevar el lubricante sobre la superficie y se ha formado una capa o placa sobre el metal

Las grasas se usan para

110

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

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~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

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(f) W o ~ N

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55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

~~

uacute m a

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middot - -- ~1 ~ _ _ 1 - - ---shy - I- ~) ~

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I ~ r

FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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CATERPILLAR El aceite lubricante y su motor S F 27 p

ESSO Lubricaci6n de motores diese l industriales estacionarios s f 33 p

195

bull Rodamientos donde el aceite puede salirse o cuando es necesario prevenir el goteo sobre otras partes o productos

bull Cuando las temperaturas estaacuten sobre o bajo aquellas a que normalmente pueden usarse los aceites Normalmente en rangos de temperatura de 10 a 30degF y a 175 a 250degF

bull Cuando la lubricaCioacuten deba extenderse por grandes penodos Sin ninguna atencioacuten Un ejemplo son los motores eleacutectricos que normalmente deben lubricarse cada antildeo

Los aceites son los lubricantes normalmente prefendos y son indudablemente los lubricantes maacutes efectivos en cOjinetes planos son maacutes convenientes y faacuteciles de manejar y aplicar que los lubricante soacutelidos o grasas Las propiedades y usos de las principales variedades de aceites que han sido enumeradas maacutes adelante veremos las recomendaciones especiacuteficas para varias aplicaciones y diferentes tipos de maacutequinas

Cuando sean necesarias sustituciones se pueden seguir reglas generales

bull Un aceite para maacutequina puede ser reemplazado por un aceite para maacutequina de vapor un aceite hidraacuteulico o de turbina o por un aceite de automoacuteviles o diesel de viscosidad similar

bull Aceites de turbina e hidraacuteulicos tienen praacutecticamente propiedades o aplicaciones ideacutenticas muchas refineriacuteas ofrecen el mismo aceite para ambos servicios

bull Un aceite de automoacutevil o diesel puede usarse para aplicaciones hidraacuteulicas cuando la contaminaCioacuten con agua no es mucha pero no deben usarse para turbinas u otras aplicaciones dond~ el agua es mucha

bull Aceites de turbinas o hidraacuteulicos no pueden usarse para motores de combustioacuten interna

bull Aceites compuestos no deben usarse en aplicaciones donde el aceite estaacute expuesto a mucha oxidacioacuten y nunca deben usarse en sistemas de circulacioacuten

lfPAItTiexcltMfNTO DE UtcM ~ 151

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

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8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

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FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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CATERPILLAR Caterpillar Machine lubricant recommendations 1991 5 p

CATERPILLAR El aceite lubricante y su motor S F 27 p

ESSO Lubricaci6n de motores diese l industriales estacionarios s f 33 p

195

bull Si no puede conseguirse aceite de la viscosidad correcta un aceite maacutes pesado es preferible a uno maacutes liviano dentro de liacutemites razonables excepto en mecanismos muy delicados que debe ser lo contrario

bull Para coronas y sinfines y aplicaciones similares el aceite para cilindros de vapor o aceite de castor fuerte puede usarse en lugar de aceites para pintildeones de EP pero la capacidad de carga soportada se reduce y la vida del aceite normalmente no excede de 6 a 12 meses

bull Cuando un eje gira muy caliente aceites para cilindros de vapor o lubricantes para pintildeones E P pueden ayudar a conservarlo trabajando hasta que pueda ser reparado antes de que quede fuera de servicio

A pesar de que ya se analizaron los diferentes criterios teacutecnicos para la correcta seleccioacuten de un aceite se reiteraran factores y conceptos criticos Igualmente se presentaraacuten anaacutelisis praacutecticos como ayuda para la seleccioacuten

42 Aceites de MC

Los tres (3) factores critlcos para obtener un oacuteptimo desempentildeo y larga vida de servicio de un motor son Seleccioacuten adecuada del aceite Intervalos de cambio de aceite oportunos y un mantenimiento correcto

Esto es muy importante sobre todo en los motores actuales (automoacuteviles de pasajeros y vehiacuteculos pesados) que trabajan en condiciones mas severas y a temperaturas mayores y por lo tanto exigen mejores prestaciones de un aceite de motor La seleccioacuten del aceite que mejor cumple los requerimientos del motor y de las condiciones de funcionamiento puede significar la diferencia entre un rendimiento sin problemas y una falta costosa del motor

Lo anterior dificulta en muchos casos la eleccioacuten correcta del lubricante Un aceite que da buen resultado a una temperatura extrema dada puede crear problemas operacionales diferentes condiciones de temperatura Un aceite concreto puede ser excelente para motores a gasolina pelo no para motores diese o ser conveniente para motores de aspiracioacuten (admisioacuten) natural pero no para motores turboalimentados o ser adecuado para utilizacioacuten de combustible con bajo contenido de azufre pero no servir con alto contenido del mismo Aun cuando dos aceites parezcan igualmente adecuados para una aplicacioacuten uno de ellos puede tener ventajas

I -)-)

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

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FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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195

significativamente mayores que el otro en cuanto a su consumo de aceite economiacutea de combustible proteccioacuten antidesgaste y facilidad de arranque

Es de suma Importancia considerar para la se leccioacuten correcta del aceite el contenido de azufre en el combustible utilizado y la temperatura miacutenima del motor estos dos paraacutemetros de funcionamiento del motor tienen gran importancia en el proceso de lubricacioacuten

Para combustibles con altos conten idos de azufre (gt 10) se requiere disponer de lubricantes de alta alca lin idad (TBN gt12) para controlar la formacioacuten de aacutecido sulfuacuterico

La temperatura miacutenima del motor se ten d reacute cuando estaacute Inactivo y en equilibrio con la temperatura del medio ambiente En tales condiciones es criacutetico el periodo de arranque por dos aspectos Las piezas moacuteviles estaacuten haciendo contacto metal-metal y la viscosidad del lubricante seraacute maacutexima de tal manera que pondraacute maacutexima resistencia a penetrar en las zonas a lubricar y existe el riesgo de un alto nive l de desgaste por periodos relativamente largos de funcionamiento sin una pe liacutecula esta ble entre las partes moacuteviles

En la figura 33 se ilustra la recomendacioacuten para la seleccioacuten de un lubricante para motor en funcioacuten de la temperatura ambiente Igualmente en la figura 34 se sentildeala el efecto de la temperatura de funcionamiento sobre la vida de los aceites

43 Seleccioacuten de aceites para engranajes

4 31 Lubricacioacuten de engranajes Los siguientes factores deben ser considerados para una correcta lu bricac ioacuten

4 3 11 Contacto entre engranajes

Es linea l a menos que eXistan deformaciones plasticas reversibles que convierten estas liacuteneas en superficies

4 31 2 Sistema de trabajo de los engranajes

El sistema de trabajo de los engranajes hace que eXista entre dientes fricciones por deslizamiento y por rodadu ra conjuntamente haciendo casi imposible la obtencioacuten de una lu bncacion hidrodinaacutemica con peliacutecula permanente entre los dientes obtenieacutendose una UNTUOSA o LiacuteMITE

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

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FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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195

TEMPERATURA AMBJENTE

VISCOSIDAD SIMPLE middotC

50shy

lO r~g-1w -e U)

lT-oo w ce ()

~ -10

middot30middot

-F MULTIVISCOSlDAD

122middot

04 shy ---shy

86---T o I ~

8 shy ~ o6 o

N ~ O W n M

~ -~--50middot- (f) -~ ~ 1

(f) W o ~ N

32shy I U) ~

w lt

~fnJplusmn 4 e-w ~

-22middot~

-040middot

J

o u shyU a lt

55~tmiddot i

FIGURA 33 Seleccioacuten de la viscosidad SAE en funcioacuten de la temperatura

Fuente (Jhon Deere)

1 -1

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

~~

uacute m a

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I ~ r

FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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195

du racioacuten del aceite antildeos

35---------------------shy-shy---------------shy-

30+-----------r-----------------------------~

25+------------+----------------------------~

20+-------------~--------------~------------~

15+---------------~r---------~

10+-----------------~--------~

lA 00 oC el aceite solo se puede usar durante 3 meses I

5 +-----------------------~~--------------~ ~--~

o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

temperatura de funcionamiento oC

FIGURA 34 Efecto de la temperatura sobre la vida de los aceites

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

~~

uacute m a

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I ~ r

FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

189

enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

I

i--- ~_ ~ == - ~--~~

L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

190

Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

191

--t -- -I-- shy

I

~~~ j - shy 1

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

192

rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

14J

6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

1 1)4

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195

4 313 Factores que inciden en la selecclon de un lubncante

Los factores que inciden en la seleccioacuten de un lubricante para transmisiones mecaacutenicas automotrices yo industria les son

- Tipo de engranaje - RPM - Potencia a transmitir - Temperatura

Carga Agentes contaminantes Productos de desgaste Dimensiones yo separacioacuten entre centros (relacioacuten de multiplicacioacuten) Existencia de choques vibraciones cambi os de caja naturaleza de transmisioacuten Meacutetodo de engrase Capacidad y dimensioacuten del caacuterter Dificultades de refrigeracioacuten Estado tratamiento y naturaleza de la superficie metaacutelica del engranaje

432 Tipos de engranajes

Ciliacutendricos y de dientes rectos Coacutenicos de dientes rectos Helicoidales yen espiral (CHEVRON Con doble diente en sentid o angular) Hipoidales Tornillo sinfiacuten y corona

4 321 Dientes tallados paralelos al eje

bull Son maacutes simples bull Son maacutes baratos y faacuteciles de fabricar bull Aptos solamente para velocidades y cargas medias

4 32 2 Dientes rectos tallados en tronco de cono

bull Hacen concurrentes a los ejes bull Hacen girar generalmente 90deg a los ejes bull Igual empleo que los anteriores

I ~(

4 3 23 Helicoldales y en espiral

bull Se aumen ta el aacuterea de contacto (Sin vibra ciones yo rUidos ) bull Hacen transmisiones maacutes suaves y continuas bull Disminuyen el desgaste en pintildeones en soportes bull Soportan altas cargas con poco esfuerzo axial

4 324 Hipoldales

bull La diferencia con coacutenicos con dientes en espiral es que en los hipoidales los ejes no son concurrentes ni estaacuten en el mismo plano

bull La superficie generatriz del pintilde oacuten es una hipeacuterbola y no un cono bull Dientes en espiral bull Permiten multiplicaciones maacutes altas bull Permiten fijacioacuten sobre los ejes maacutes fuertes bull Lineas de contacto entre pintildeones maacutes largas bull Transmisioacuten sin vibraciones bull Menos presiones axiales bull Debido a que la superficie hiperboacutelica es un 30 mayor que la coacutenica se

puede disminuir el tamantildeo para igua l potencia a transmitir bull Soportan presiones elevadislmas (hasta 30000 kgcm bull Lubricacioacuten maacutes dificil (EP)

4 32 5 Tornillo slnfin y corona

bull Uacutetiles para desmultiplicaciones muy altas bull Se fabrican desde un diente de la corona con dos filetes del tornillo

(transmisiones de poca fuerza ) hasta va rios dientes en superficies teoacutericas (t ransmis iones de al ta fuerza )

bull Normalmente el torni llo en material mas duro (acero) y corona en material maacutes deacutebil (aleaciones de Cu)

bull Requie ren lubricacioacuten de alta untuosidad (COMPOUND)

4 3 3 Velocidad de funcionamien to

Dentro de los rangos normales de ve locidad (V) se cons idera como vaacutelido

V iexcll = KTE pero a altas velocidades una p baj a puede provocar rotura de la peliacutecula por fuerza centrifuga en el punto de contacto Poca adherencia en los dientes cuando no estaacuten en contacto

157

434 Potencia transmitida

Debe tenerse presente que la presiQn de contacto entre los dientes

- Es directamente proporcional a la potencia a transmitir - Es inversamente proporcional al nuacutemero de dientes en contacto a la dimensioacuten de los dientes al diaacutemetro primitivo de los pintildeones a las RPM

Nota Para una misma potencia a transmitir la temperatura de trabajo seraacute mayor cuando el pintildeoacuten es grande (radio y ancho) que cuando es pequentildeo por tanto requeriraacute un aceite de mayor viscosidad el pintildeoacuten maacutes grande

4 35 Temperatura de trabajo

Temperaturas normales de trabajo

A 50 a 60degC Para engranajes dentado recto helicoidal espiral y coacutenicos B gt 60 - 100degC Para hipoidales sin fiacuten y corona

Por tanto para el caso B se requieren aceites con aditivos ANTIOXIDANTES ademaacutes de los EP

436 Relacioacuten desmultiplicacioacuten

Para engranajes dentado recto hellcoidal espiral y coacutenico hasta 10 1 se da un soacutelo par de engranajes y la viscosidad se determinaraacute por el engranaje de mayor velocidad

Para reducciones mayores de 10 1 En los mismos pintildeones anteriores se emplearaacuten varios pares de engranajes o engranajes slnfin-corona o hipoidales y la viscosidad del aceite se DETERMINARAacute POR EL UacuteLTIMO PAR DE ENGRANAJES ya que aquiacute debe ser mayor la viscosidad que en los primeros

4 37 Naturaleza de la transmiSioacuten

Cuando son inevitables los choques o vibraciones en las transmisiones por engranajes es necesario AUMENTAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE para amortiguar los efectos de eacutestos

ISIl

4 38 Tipos de Lubricantes para engranajes

Aceites minerales puros Se ap li can en engranajes que trabaja bajo condiciones moderadas de operacioacuten

- Aceites inhibidores contra la herrumbre y corrosioacuten Se utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de contaminacioacuten con agua que cond uce a la formacioacuten de herrumbre en metales ferrosos Poseen aditivos antiherrumbre ant iespumante y antioxidantes Estos aceites tienen muy buena adhesividad pero trabajar en si sistemas de circulacioacuten donde se aplican en forma continuacutea

- Aceites minerales de extrema presioacuten Se utilizan cuando los engranajes tienen que soportar altas cargas oacute cargas de choque bajas velocidades y altas cargas Son aceites inhibidores a los que se les Incorpora aditivos de extrema presioacuten los cuales son normalmente de azufre y foacutesforo es necesario tener mucho cuidado con estos aceites cuando se aplica en reductores que trabajan en ambientes de alta humedad (ejemplo torres de enfriamiento) ya que el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el foacutesforo formando aacutecido sul fuacuterico y aacutecido fosfoacuterico que atacan los superficies metaacutelicas

Aceites compuestos Tienen como caracteristica principal su elevada adhesividad Son una mezcla de aceite mineral y sebo animal en proporciones variables Se uti lizan en reductores con engranajes de tornillo sinfiacuten - corona en donde la accioacuten de desl izamiento es muy elevada Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe el sebo del aceite base La adhesividad tambieacuten se logra adicionando pequentildeos porcentajes de aditivo evitando el goteo estas son sustancias sinteacuteticas

- Aceites sinteacuteticos Se utilizan generalmente en engranajes que presentan al to riesg o de deslizamiento o que trabajan a altas temperaturas por peri odos prolongados Los lubricantes sinteacuteticos requieren una adecuada combinacioacuten de aditivos y bases sinteacuteticas fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales Los maacutes usados son Polyalfalefinas

- Grasas Su aplicacioacuten en engranajes no es muy amplia debido a que tienen poca capacidad refrigerante y porque las partiacuteculas contaminantes tienden a ser atrapadas y difiacuteciles de eliminar Se utilizan algunas veces en la lubricacioacuten de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas

159

son muy comuacutenmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite tambieacuten se utilizan en engranajes que operan intermitentemente porque las grasas tienen la ventaja de mantener una peliacutecula de lubricante en los dientes del engranaje aunque este no esteacute girando lo que permite proveer lubricacioacuten inmediatamente son accionados Las grasas sernifluidas sinteacuteticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes de por vida

Las grasas para engranajes son blandas para minimizar la friccioacuten fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco

Lubricantes soacutelidos Son usados cuando las -alt-as tempeiexclaturas_ de op_eracioacuteFl son muy altas o muy bajas cuando las fugas no pueden ser toleradas y cuando se debe operar en vacio Estos lubricantes son peliacuteculas secas untuosas que se aplican a los dientes de los engranajes los maacutes utilizados son el bisulfuro de molibdeno bisulfuro de tungsteno grafito talco y politetrafluoro etileno son -Gostosos tienen vida limitada contra el desgaste pero son ideales para aplicaciones especiales como aviacioacuten espacial

En la figura 35 se resentildea la recomendacioacuten de la transmisioacuten mecaacutenica de sus tractores Igualmente en las tablas 48 y 49 se presentan las condiciones para la seleccioacuten de aceites industriales

En el cuadro 50 se da la viscosidad aproximada del aceite en funcioacuten de la velocidad la carga y la temperatura considerados cada uno aisladamente Si se considera mas de uno se toma el mas critico

En resumen para una correcta lubricacioacuten se debe determinar

Calidad

Tipo (grasa-aceite)

Cantidad

Condicioacuten de trabajo-funcionamiento

Momento (Intervalos de aplicacioacuten )

I (J I)

TEMPERATURA AMBIENTE

VISCOSIDAD SIMPLE

---r- ~ 30middot

LU O -lt-20 D

i el tn UJ

10 0lt ~ (1) O ~ 0deg

I~- -5deg

~w 1 1--_- ~~~ 1___-----20middot

lt fI)

-300 ~1______---------35deg

32 0

23deg ~~14 D -l_---shy - -

5deg -4middot--------~--~

-13 G

-22 0

-31 0

FIGURA 35 SELECCION ACEITES DE TRANSM ISION EN FaNCION DE LA TEMPERATURA AMBIENTE

Fuente (John Deere)

16 1

CUADRO 48 Especificaciones AGMA para la lubricacioacuten de engranajes industriales cerrados

CARACTERisTICAS TEMPERATURA AMBIENTE (F)

Tipo de unidad Distancia entre Centros y tamantildeo pul 15-60 AGMA 50-125 AGMA

Ejes paralelos Hasta 6 2(2EP) 3(4 EP)

(Reduccioacuten simple) 8 - 20 2(2EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4P)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten doble) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Ejes paralelos Hasta 8 2(2EP) 3(4EP)

(redUCCioacuten triple) 8 - 20 3(4EP) 4(4EP) mayor de 20 4(4EP) 5(4EP)

Unidad planetarias Medida de la carcaza hasta 16 2(2EP) 3(4EP) mayor de 20 3(4EP) 4(4EP)

Coacutenicos rectos o espirales Long cono de pa so hasta 12 3(4EP) 5(5EP)

Engranajes motrices 2(2EP) 4(4EP)

Unidad de alta velocidad 2

Nota el valor entre pareacutentesis es del lubricante con aditivos EP suaves indicados para aplicaciones con cargas de impacto y cargas variables Este valor es el recomendado en la nota AGMA 25201 de diciembre de 1995 Estos lubricantes no son aplicables a los engranajes slnfin-corona a menos que su fabricacioacuten asiacute lo indique

Fuente (Benitez 1992)

luacute2

CUADRO 49 Seleccioacuten del tipo de lubrican te para engranajes descubiertos

Velocidad del Pote ncia Condiciones Condicio nes T ipo de lubricante

engran aje de tra nsmit ida de tra bajo del med io Aceite gras a Otro lubricante Meacutetodo de

mayor diaacutemetro H P amb iente Grado Aditavos Grado JabOacuten y Clase cSt a lu b rica ~ i 6 n

ns(rp m) IS O NIGI aditiVOS +4 0oC

Ns gt 1000 Pt lt 10 Moderadas limpias

10 Pt s 50 Moderadas Limpias o Con trazas de polvo

Carga s de Impacto

PIgt 50 Moder alas limpia s o con traz as de polvo

320 EP

300 lt N iOOj Pt iacute) Moderad as Lirnpiexcls o ce n traz as de prlvo

Cargas de i()Oa lo

20 PI _ IS Model ada s Limpia s o con tr azas de polvo

Trazas de pO lvo humedad a temshype ratura s hasta + 60 Oc

Trazas de polvo humed ad a temshyperatu ras hasta + 135 Oc

68

150

150

220 320 no

150 320 150 22

20 320

antide s gaste

Pres ioacuten o nle middot bla

Ant ldesmiddot gaste

Pres ioacuten o ne bla

E P

Anlidesmiddot gaste iexclp

Presioacuten O niebla Inmersioacuten Pre Sioacuten o nltJhla

II1 me l 5On

A lltldesshygaste E P

Anlde s gaste

Prelon o niebla Gota -gota II1 merSlon Presioacuten o niebla InmerSioacuten

re soacuten o niebla InmerSloacuten

2 CalCIO an shyticorrosivo

Manu al

2 Lit io o soshydio antio) shydante ant ishycorrosIvo

Continuacioacuten

Velocidad del Potencia Condiciones Condiciones Tipo de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diametro HP ambiente Grado Aditivos Grado Jaboacuten y Clase cSt a lubricacioacuten ns(r p m) ISO NIGI adilivos +40oC

20 A 75 Moderados Agua particulas Asfaltlcao 80 000 metallcas y abrashysivas y temperaturas hasta + SOOoC

Cargas Impaclo Limpias o con 220 EP Presioacuten Ttrazas de polvo 320 InmerSioacuten

Agua particulas Asfaltlcas 270000 metallcas y abrashysivas y temperatura hasta +60oC

300 Ns 1000 PI gt 75 Moderadas Lim ias o con 320 Antides middot Presioacuten tralasa de 460 gaste Inmersion

Cargas Impacto polvo 320 E P Pres ioacuten 460 Inmersioacuten

Moderadas Agua partlcu- Asfaacuteltico 270 000 Manual Cargas impacto las metalicas y 70000

abrasivas y temshyperaturas hasta + 50degC

Ns 300 Pt lt 30 Moderadas Limpias o con 220 Antldes - Presioacuten tralas de 320 gaste Inmers ioacuten

Cargas Impacto polvo 220 EP Presioacuten 320 Inmersioacuten

Continuacioacuten

Velocidad de l Potencia Condiciones Condiciones TipO de lubricante engranaje de transmitida de trabajo del medio Aceite grasa Otro lubricante Meacutetodo de mayor diaacutemetro ns(r pm)

H P am biente Grado Ad itivos ISO

Grado NI GI

Jaboacuten y aditivos

Clase cSt a +40oC

lubricacioacuten

Pt lt 30 Moderados o Agua particulas Asfaacutelticao 80000 Manual cargas impacto metaacute licas y abrashy

sivas y temre raluras hasta + 50 C

30 ~ Pt Moderadas o limpias o con 320 E P Pres ioacuten cargas impacto trazas de polvo 460

100 agua particu shy Asfaacuteltica 270000 Manual las metaacutelicas y abrasivas y temshyperaturas hasta + 60 Oc

PI gt i00 Mod erasa o limpias o con 460 Presioacuten cargas de 101 shy trazas de polG 680 Inmersioacuten paclo Agua particI Asfaacute ltica 700000 Manual

las metaacute lica s y abrasivas y te peraluras hilsta + 60 Cc

Fuenle (B HeZ 1992)

CUADRO 50 Regla praacutectica para la seleccioacuten aproximada de la viscosidad del aceite

Viscosidad Factores Baja Media Alta

VELOCIDAD Alta Media Baja

CARGA Baja Media Alta

TEMPERATURA Normal Media Alta

Fuente (Romero 1990)

Clasificacioacuten de la Viscosidad Clasificacioacuten Temperatura Clasificacioacuten Velocidad en funcioacuten grado ISO Normal 1QdegC - 35degC Baja O -450RPM Baja ISO 32 - 68 Media 35 degC - 59degC Media 450 -900 rpm Media ISO 100 - 150 Alta gt59degC Alta gt900 rpm Alta ISO 220 - 680

439 Normas para determinar la periodicidad de cambios de aceites de transmisioacuten

bull Cuando la transmisioacuten es nueva

Se haraacute el cambio a las 300 oacute 400 horas para eliminar las partiacuteculas metaacutelicas abrasivas

Se cambiaraacute el aceite y se llenaraacute el caacuterter con un aceite de deacutebil viscosidad rodando la maacutequina en vaciacuteo y baja velocidad durante poco tiempo

En transmisiones viejas Se recomienda tomar muestras de aceite

Cada 500 1000 Y 2000 horas se analizan estas muestras Presencia de barros oxidacioacuten del aceite

16ltgt

En general No hay plazos fiJOS para cambi os de lubricantes de transmisioacuten deben tenerse antes de fijarlo condiciones de trabajo ta les como condiciones de contaminacioacuten del lubricante condiciones genera les de trabajo de la maacutequina y lubricante

44 Consideraciones para seleccioacuten de un lubricante para cojinetes lisos

bull La Viscosidad del lubricante juega un papel importante en la seleccioacuten del lubricante y debe ser inversamente proporcion al a la ve locidad y directamente proporcional a la carga

bull Teoacutericamente debe estud iarse a los cOJlOetes baJo lubricacioacuten hidrodinaacutemica pero en la realidad tenemos lubricacioacuten untuosa o li mite para la cual debe contarse con la untuosidad buena de l lubricante como en gui as y des llzadores de lenta velOCidad de traslaci oacuten y fuertes cargas

bull Las altas temperatura s de trabajo eXigen alta res is tenCia a la OXidacioacuten en el lubricante y adecuada seleccioacuten de la Viscosidad

bull Las altas cargas d lO aacutemica s vibraci ones choques y ca mbios de direccioacuten exigen altas resistencias a la pe liacutecula o sea aditivos EP o milo presiones ademaacutes de la viscosidad adecuada

bull El sistema de lubricacioacuten que se usa influye ta mblen en la seleccioacuten del lubricante

CAacuteLCULOS

Si se tiene W Carga tota l a soportar

P =Carga unitaria a soporta r

L Ancho de la superfi c ie proye ctad a de soporte de l COJinete

8 Rad io medio del des lizador o patin

N Nuacutemero de patines o des lizad ores

W 2 (1 ) P = -- en kgcm para cOJlOetes pla nos enteros

LD

167

(2) r = W en kgcm 2 para patines o deslizadores l3 L N

44 1 Cargas Unitarias Maacuteximas seguacuten el trabajo del cOjinete y el meacutetodo de lubricacioacuten

La tabla 50 muestra las cargas unitarias maacuteximas en kgcm 2 (P) seguacuten el trabajo del cojinete y el meacutetodo de lubricacioacuten Siendo

D =diaacutemetro del eje en cm N = RPM del eje

442 Lubricacioacuten de cojinetes lisos

La Eleccioacuten del lubricante adecuado para un cOjinete liso (fiJo chumacera) no debe basarse solamente en su viscosidad sino ademaacutes en las propiedades fiacutesicoshyquiacutemicas del lubricante por tanto los caacute lcu los teoacutericos deben apoyarse en investigaciones praacutecticas que analicen el coeficiente de friCCioacuten caudal de aceite temperatura potencia absorbida por el cojinete etc (Ver cuadro 52 )

CUADRO 51 Cargas en cojinetes

TRABAJO DEL

COJINETE

CARGA UNITARIA SEGUN EL METOOO DE LUBRICACiOacuteN (kgcm)

Engrase discontinuo

Engrase por gravedad o goteo

Engrase por anillo lubricador

Engrase a presioacuten

1) Sometidos a cargas constantes

2) Sometidos a cargas intermitentes o instantaneas EJ Prensas

3) Sometidos a cargas intermitentes de cierta duracioacuten

4) Cargas frecuentes e intermitentes (maacutequinas ~Iternallva~)

- -

7-0014 NO

350-0056 N O para NO $ 2 500

140-0042 NO

No debe usarse

- - -

13-00 145 NO

350-0 056 NO para NO $ 3 500

140-0020 NO

35-0 01 ND

-

10 para No Ogt

4800 23-0026 N O para NO lt 4800

350-0048 NO

140middot0014 NO

40- 001 4 110

- -

125 para NO lt

10000 1150000084 NO para U bJ ce

10000

350-0028 NO

140-0007 NO

50-0 01 NO

----shy

I (

CUADRO 52 Orientaciones praacutecticas sobre seleccioacuten dellubrJcante

EMPLEO

Para altas velocidades Poca potencia del motor

(Bombas centrifugas)

2 Poca carga Velocidades entre 1000 y 2000 RPM (Maquinas herramientas)

3 Carga media Velocidad media (Transmisiones y mOVimientos poco severos)

4 Cargas fuertes Velocidades lentas

VISCOS IDAD ENGLER A 50degc

13335 39031211

3 5 3 70 1211 32452

703120 245 2 a 4204

12 0 420 4

NOTA Las viscosidades marcadas en el cuadro anterior deben aumentarse SI la temperatura de operacioacuten es mayor de los 50degC y rebajarse si es menor de los 50degC

443 Recomendacion praacutectica de lubricantes en funcioacuten de la carga velocidad lineal del eje y temperatura del aceite a la salida del cojinete

En el cuadro 53 se sentildealan algunas recomendaciones en funcioacuten de las cargas

45 Aceites para motores a gas

Los requerimientos de lubricacioacuten de estos motores son menos criticas que los de motores Diesel a gasolina Poseen aditivos especiales que proveen estabilidad a la oxidacioacuten y a la nltracioacuten inhlbldores de herrumbre y corrOSioacuten y aditivos antidesgaste Los motores lubricados con estos aceites permanecen maacutes limpios requieren menos mantenimiento y operan con mayor eficiencia que con otros tipos de aceites

Los combustibles utilizados son el propano liacuteqUido (LP) y el gas natural (N) Dan lugar a una combustioacuten limpia y no causan problemas de dilucioacuten por combustible en el aceite En servicio la viscosidad del aceite aumenta como resultado del proceso de oxidacioacuten El TBN del aceite utilizado no se requiere que sea alto por lo que el nivel de detergencia es baJO Para motores a gas se formulan aceites especiales sin embargo aceites del tipo API se yo es y ee dan buenos re~ltdo SIe emple un aceite SF el nivel de ceniza 8ulfatdbullbull debe er bajo

16lt)

CUADRO 53 Recomendaciones praacutecticas

Carga que Presioacuten en Velocidad Temperatura Viscosidad soporta el ejeshy kgcm 2

lineal en del aceite Engler a 50degC clase mUseg Salida de l

cojinete oC (SS UA 100degF)

Muy ligeras Hasta 2 De 02 a 10 Hasa 30degC 16 a 20 De 30 a 50degC (5035 a 644)

Ligeras De 2 a 10 De 0 2 a 50 De 50 a

100 De 100 a

150

Hasta 50degC 4 0 (138)

30 (1010)

Medianas De 10 a 80 De 02 a 50 De 50 a

100

Hasta 50degC 60 (2084) 4 0 (1370)

Pesadas

-shyI

Maacutes de 80

-

De 01 a 10 De 10 a 25

De 25 a 10 0

-shy -shy

Hasta 50degC 1200 Y maacutes (420 Y maacutes) 100 (3510) 80 (2790)

-

Nota Esta tabla estaacute basada en la norma OIN Nuacutemero 51501

46 Aceites para transmisiones au tomaacuteticas (ATF)

Los aceites ATF de tipo GM (Generl Motors ) son maacutes utilizados El tipo DEXRON II (especificacioacuten GM-6137-M) es el que se emplea en la actualidad en todo el mundo el tipo anterior DEXRON (GM60-37-M) se utiliza en algunos paiacuteses europeos en donde los fabricantes auacuten no han aprobado el DERON 11 Los de tipo A sufijo A se emplea para muy pocas ocasiones El DERON 11 cubre estas especificaciones Dentro de las caracteriacutesticas que presentan los aceites de tipo ATF se tienen

Baja viscosidad (SAE 10)

Buena fluidez a bajas temperaturas

Propiedades antiespumantes

170

Antiherrumbre

Compatible con sellos retenedores etc

Estabilidad a la oxidacioacuten a temperaturas moderadas altas

Propiedades de EP

Entre los ensayos para los fluidos de transmisiones automaacuteticas se tienen los de oxidacioacuten friccioacuten y desgaste

Desde 1987 se ha venido desarrollando la nueva especificacioacuten DEXRON 111 debido a los siguientes aspectos

Economiacutea de combustible

Embragues del convertidor controlados electroacutenicamente

Uso de transmisioacuten delantera

Menor tamantildeo de los vehiacuteculos y sus trenes de potencia

Embragues sin asbestos

Introduccioacuten de transmisiones de variacioacuten continua

Los aceites de tipo TD-2 y C-3 se emplean como fluidos para transmisiones de servicio pesada aprobados por la Caterpillar y por Allison de GM respectivamen te

47 Relacioacuten entre la calidad del combustible y el lubricante del motor

Adecuar el lubricante al tipo y calidad de combustible que se utiliza en un motor es imprescindible para obtener un funcionamiento optimo En motores estacionariOS existe la tendencia a utilizar combustibles de menor calidad Aun cuando existen combustibles de calidad superior el costo de ellos hace que se busquen alternativas de utilizacioacuten de aquellos de calidad menor Ante esta circunstancia se estaacute eXigiendo a los lubricantes que sup lan de alguna forma la perdida de calidad en los combustibles

El uso de combustibles de menor calidad puede afectar el funCionamiento de un motor al disminuir su Vida uacutetil y aumentar las necesidades de mantenimiento Para prevenir estos efectos se requiere el uso de lubricantes de alta calidad

171

La contaminacioacuten del aceite puede ser debida a muchas razones pero ninguna es mas raacutep ida en sus efectos deteriorantes que el aacutecido sulfuacute ri co producido por el alto con tenido de azufre en los combustibles

La Caterpillar recomienda seleccionar el aceite de motor clasificado por el API y que tenga el valor de numero base total (TBN ) que corresponde al contenido de azufre en el combustible Agrega en varios paises el contenido de azufre en el combustible estaacute limitado al 05 en este caso el valor del TBN apropiado es (TBN 10) Si no se conoce el contenido de azufre utilizar TBN 20

Los factores que generalmente se consideran para decidir el uso de combustibles y lubricantes alternativos en un motor son

Tipo de servicIo del motor Frecuencia de mantenimien to Costo del mantenimiento Costo del combustible Costo del lubricante Costo de repuestos Costo de purificaciones del combustible Periodo de cambio de ace ite Exigencias del fabricante del motor

148 Seleccioacuten de aceites hidraacuteulicos

La seleccioacuten y cuidado de los fluidos hidraacuteulicos tendraacute un importante efecto para el comportamiento y la vida de los componentes hidraacuteulicos El teacutermino fluido designa a cualquier liacutequido o gas sin embargo el teacutermino fluido se usa dentro de la hiidraacuteullca para referirsse a liqu idos usados como medio de transmisioacuten de potencia

La hidraacuteulica es un med io de transmisioacuten de potencia que tiene como caracteriacutesticas importantes las siguientes

Respuesta raacutepida Alta eficiencia Compacto En pequentildeos paquetes se transmiten altas potencias Velocidad variable

- Permite en un rango de ve locidad tener una amplia gama - Permite la variacioacuten de velocidad manteniendo un torque constante

Potencia= presioacuten x cauda l =gt Sistema hidraacuteulico

Potencia = Torque x ve locidad angular =gt Sistema rotativo Potencia = Fuerza x velocidad =gt Sistema lineal

17

Controlanndo el factor presioacuten se controla

El factor torque =gt en un sistema rotativo El factor fuerza =gt en un sistema lineal

Controlando el factor caudal se controla

El factor velocidad angular - sistema rotativo El factor velocidad =gt sistema lineal

Los sistemas hidraulicos son reversibles Protegidos a sobrecargas (vaacute lvulas de aliv io) Precisos Facilidad de control

Pueden ser operados

Manualmente Electroacutenicamente Neumaacutetlcamente Electroacutenicamente Automaacutetas programables computadores

Facilidad y baJO costo mantenimiento Faacutecil montaje

Es de destacar que son los fluidos hidraacuteulicos los que contribuyen principalmente a que las anteriores caracteriacutesticas puedan darse

4 81 Propoacutesitos de los fluidos hidraacuteu li cos

Los fluidos hidraacuteulicos complen cuatro objetivos primarios

Transmitir potencia Lubricar partes en movimiento Sellar la tolerancia entre las partes Refrigerar o disipar calor del sistema

4 82 Transmisioacuten de potencia

Como medio de transmisioacuten de potencia el flUido hidraacuteuliCO deberaacute flUir facilmente a traveacutes de las liacuteneas y pasajes de las vaacutelvulas y demaacutes componentes del sistema Mucha resistencia a fluir crea considerables perdidas de potencia El fluido tambieacuten deberaacute ser tan incompresible como sea posible para que la

173

propiedad o capacidad de respuesta raacutepida perm ita e l arranque de la bomba o la vaacutelvula correspondiente sea accionada

4 83 Lubricacioacuten

La lubricacioacuten interna de los componentes de un sistema hIdraacuteulico es suministrado por el flu ido V ickers recomienda la nueva generacioacuten de aceites industriales que contengan adecuadas cantidades de adItivos antidesgaste Para servicios de hidraacuteulica en general estos aceites ofrecen proteccioacuten contra el desgaste a motores y bombas asegurando una la rga vida Ademaacutes ellos proveen buena desmulsibilidad dando una buena proteccioacuten contra la corrosioacuten Estos aceites son comuacutenmente conocidos cono aceites hidraacuteulicos tipo antidesgaste

La experiencia igualmente ha demostrado que las viscosidades SAE 10W y 20 shy20W para aceites automotores que tengan la designaCioacuten API SO SE Y SF son excelentes para servicios hidraacuteu licos severos donde hay poca o nada cantidad de agua presente El uacutenico factor negativo es su detergencia y esto hace que tiendan a retener el agua y emulsionarse evitando una larga Vida Estos aceites son altamente recomendados pa ra sistemas hidraacuteul icos de equipo moacutevil

484 Propiedades de sel lamiento

En varias partes de los componentes hidraacuteulicos el aceite es el uacutenico sello No hay sellante entre el carrete y el cuerpo de una vaacutelvula para minimizar fugas entre el traacutensito de alta presioacuten al de baja pres ioacuten El ajuste mecaacutenico y la viscosidad determina la cantidad de fugas

4 85 Importancia de la viscosidad

Para cualquier eq uipo hid raacuteulico la viscosid ad debe ser un compromiso Una alta viscosidad es deseable para mantener un sellamiento entre superficies de los componentes Sin embargo una alta vi SCOSidad Incrementa la friccioacuten dando como resultado

A lta resistencia a fluir Incremento del consumo de potenCia dadas las peacuterdidas Altas temperaturas Incremento de las caiacutedas de presioacuten por la resIstencia Dificu ltad en la separacioacuten de aire del aceite en el depoacutesito

Por una baja viscosidad se tienen tambieacuten los siguientes problemas

Incremento de fugas internas

174

Excesivo desgaste en algunos elementos en movimiento sometidos a altas cargas pueden ocurrir el rompimiento de la peliacutecula de lubricacioacuten de aceite El rendimiento de la bomba se reduce causando operacioacuten lenta del actuador El incremento de temperatura puede ocurrir por fugas internas

En el cuadro 54 se presenta una comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos el cual es un buen referente para una adecuada seleccioacuten

486 Limpieza de un sistema hidraacuteulico

Deben tenerse algunos cuidados para asegurar que el sistema esteacute siempre limpio

Limpiar y lavar con disolvente para remover tmtas costras de soldadura

Filtrar cada recipiente de aceite para evitar introducir contaminantes

Filtraciones Se debe colocar un sistema de filtracioacuten continuacutea para extraer elementos extrantildeos ocasionados por desgaste normal y corrosioacuten etc

CUADRO 54 Comparacioacuten de diferentes fluidos hidraacuteulicos

Tipo aceite Lubricacioacuten Resistencia Estabilidad Impacto al fuego ambiental

Agua-glicol Muy buena Excelente Buena Muy bajo convencional

Agua-gicol Excelente Excelente Buena Muy bajo high perform

Aceite Antidesgaste Excelente Pobre Excelente Muy alto (mineral)

Sinteacuteticos Excelente Regular Buena Alto esteres

Emulsiones Ag ua-aceite Pobre Pobre Pobre Alto

Fuente (Tovar 1992)

175

Filtro de succioacuten Se debe colocar a la entrada de la bomba para atrapar partiacuteculas mayores que puedan ocasionar dantildeo

Tapones magneacuteticos Se recomienda la util izaCioacuten de elementos magneacuteticos dentro del tanque para atrapar partiacuteculas ferrosas

Filtro aire Se recomienda utilizar filtros de llenado y aire para atrapar las partiacuteculas suspendidas en el aire

4 87 Capacidad del tanque

Se recomienda la utilizacioacuten de tanq ues con una capacidad de dos (2) a tres (3) veces la capacidad de la bomba

4 88 Factores importantes para la seleccioacuten de un aceite hidraacuteulico

Aditivos antidesgaste El aceite debe contener los aditivos necesarios para asegurar altas caracteriacutesticas antidesgaste

Vi scosidad Se precisa tener viscosidad adecuada para lograr una pelicula lubricante estab le en correspondencia con la te mperatura de operacioacuten Indice de viscosidad El iacutendice de viscosidad para un aceite hidraacuteulico no debe ser in ferior a 90 los aceites multigrados Illcorporan aditivos para mejorar el iacutendice de viscocidad Limpie

149 Lubricacioacuten de motores eleacutectricos

Los motores eleacutectricos son elementos mecaacuteniCOS muy comunes en la industria y sin los cuales dificilmente se podriacutea n mover los equipos Su desarrollo ha permitido aprovechar la energiacutea hidraacuteulica casi en un 100 Y con relativamente poco mantenimiento Sin embargo como cualuier otro mecanismo que impllique movimiento reuiere de una correcta lubricacioacuten

En los cuadros 55 y 56 se presen tan las frecuencias y viscosidades maacutes utilizadas en la lubricacioacuten de motores eleacutectricos

410 Frecuencia de lubricac ioacuten

En los cuadros 57 y 58 se expresan diferentes criteri os para definir la periodicidad del cambio de los lubricantes considerandoo diferentes maacutequinas equipos yo sistemas

176

CUADRO 55 Seleccioacuten de la viscosidad del aceite para diferentes tipos de motores eleacutectricos

Grado ISO

Tipo de cOjinete Sistema Vel ocidad Velocidad Lubriicacloacuten de operacioacuten operacioacuten

1500 rpm gt 1500 rpm

Rodamiento de Presioacuten anillo 32 32 bolas de rodillos disco inmersioacuten cilindricos Rodamientos Prestan anillo 100 100 de rodillos a rotula diSCO Inmersioacuten

Fuente (Albarraciacuten 1993)

CUADRO 56 Frecuencia de relubrlcacioacuten en meses para motores eleacutectricos lubricados por grasa empacada

Potencia motor kw4pl Tipo Orientacioacuten 020-560 8-32 40-1 25 160-250 gt 250

ServicIo eje Y -7 5 10-40 50-150 200-300 gt 300

Suave Horizontal No requiere No requiere 48 24 12 vertical 36 18 9

Estandar o H No requiere 48 18 12 6 moderado V 36 12 6 3

Severo H 48 18 9 6 3 V 18 6 l 12 v

Muy H 9 4 4 3 2 Severo V 6 3 2

Fuente (Albarraciacuten 1993)

H Horizontal V Vertical Suave Motores que operan intermitentemente o con poca frecuencia (1

diacutea) Estandar Motores que operan una a dos veces por diacutea como en maacutequinas

herramientas aire acondicionado compresores de garajes bombas de agua refrigeracioacuten

Severo Motores que operan 24 hdiacutea Ventiladore s maquinaria mineriacutea s siderurgica etc

177

CUADRO 57 Simbolos geomeacutetricos para especificacioacuten de frecuencia de lubricacioacuten

Siacutembolo Frecuencia Siacutembolo Frecuencia

( Mensualc ada turnoD

o Diario BimensualQ

n Cada dos TrimestralO diacuteas

Dos veces Semestral ~ semanal D

Semanal Anual

Quincenal

17S

CUADRO 58 Frecuencia aproximada de lubricacioacuten

Equipo Revisar y ap licar Frecuencias si es necesano Meses Cambio

horas

Rodamientos con grasera 3 rodamientos con grasa empacada 6-12 Cojinetes lisos con aceite (por anillo collar etc) Diana 6 Cojinetes lisos con grasera QUincenal Reductor con aceite Semana l 612 Reductor con grasa Semana l 5 Engrana jes abiertos con aceite Diana engranajes abiertos con grasa Semanal Sistema centralizado de aceite a plena perdida DiariO Sistema centralizado de grasa a plena perdida Diario Sistema centralizado de circulacioacuten Semanaa l 6-12 Acoplam ientos engrasados Semanal Acop iamientos aceitados Semanal Cadenas de rodillos engrasadas Semanal Cadena de rod illos Aceitados DiariO Cadenas de rodillos por inmersioacuten Semanal 12 Excentricas aceitada CI turno Excentllcas engradasa CI turno Continuacioacuten Aguias aceltetadas CI turno Guias engrasadas CI turno Lubricador en lineas de aire DiariO Sistemas hldraullCos Semanal -12 Compresores de aire (pistones) DiariO 200 300 Compresores de aire (rotativos) DiariO 500

Motores a gasolina estacionariOS DiariO 300 Motores dlesel estacionallos DiariO 300

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Estas frecuencias estaacuten sujetas a ser modificadas de acuerdo con los

resultados de los anaacuteliSIS de laboratOriO

179

J411 Identificacioacuten de lubricantes

Para efectos de evitar riesgos en la ap licacioacuten de los lubricantes existe un coacutedigo internacional de colores une perm ite la identificac ioacuten del tipo de lubricante Ver cuadro 59

f 412 Causas que alteran los aceites y disminuyen los inntervalos de cambio en motores de combustioacuten interna

Hay al teraciones en los aceites (gomas laca s barnices carbonilla dilucioacuten del aceite envejecim iento prematura etc) que ng son debidas al lubricante ni a fallas del sistema de lubricacioacuten sino a la alteracioacute n o mal funcionamiento de alguacuten oacutergano del motor

A continuaCioacuten se analizaraacuten las princlpa lc alteraciones del motor que influyen en la lubricacioacuten

412 1 Carbura cioacuten defectuosa

Es di ficil auacuten en moto res nuevos una carburaCioacuten correcta Inciden todos los defectos en una combustioacuten in completa que reduce el re vestimiento teacutermico

Combustiones lentas por mezclas muy pobres o temperaturas del motor por debajo de la de reacutegimen oxidacioacuten del aceite en la parte superior del cilindro producieacutendose gomas barros y concreciones carbonosas

Mezclas muy ricas No se quema toda la gasolina y escurre el exceso hacia el caacuterter producieacutendose dilucioacuten y contaminacioacuten del aceite

Bomba de com bustible que derrame gasolina al caacuterter Produce dilucioacuten del aceite

Gasolina con bajo iacutendice de octanaje Produce calentamiento excesIvo del motor facilitand o la oxidaCioacuten del aceite

Gasolina con alto iacutendice de octano a base de tetrae tilo de Pb Produce corrosioacuten por los aacutecidos formados que alteran allubflcante

412 2 Sistema de refrigeraCioacuten defectuoso

Altas temperaturas en el motor Producen envejecimiento prematuro oxidaCioacuten baja viscosidad que a su vez facilitan la rotura de la peliacutecula lubricante y averiacuteas graves

IX O

CUADRO 59 Coacutedigo internacional de colores para identificacioacuten de lubricacioacuten

IiQQ lubricante

Aceite Grasa

Turbinas vapor hidraacuteulicas

Reductores motores o reductores

Bombas centrifugas y alternativas

Sistemas hidraacuteulicos

Compresores (alternashytivos tornillos lobulos paletas deslizantes y centrifugos de aire

Compresores de refrigeracioacuten y otros gases

Cilinndros de vapor y a plena peacuterdida

Transferencia de calor dieleacutectricos

Motores de el

Caja y diferencias

Tran smisiones automaacuteticas

Multishypropoacutesito A ltas temp Sinteacutetica s

Lubricante de pelicula soacutelida

Color para idenlificacion aceite

Amarillo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJo

Naranja

Gris oscuro

Negro

Azu l oscuro

Verde esmeralda

Azul c laro

Crema Gris claro VinO tinto

Cofeacute

Color del nombre del aceite

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

ii~lcHIlO

Blanco

Negro

lt-0

Negro Negro Blanco

Amd iillo

Color del circulo

Negro

ROJo

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Blanco

Ama ril lo

Blanco

Negro

Negro

Negro Negro Blanco

Amarillo

Color del numero del circulo

Amanllo

Blanco

Morado

Verde oscuro

ROJ o

Naranja

GriS oscuro

Negro

Azul oscuro

Verde esmeralda

Azul cla ro

Crema Gns claro Vino tinto

Cafeacute

Fuente (Albarraciacuten 1993)

Illl

Bajas temperaturas en el motor Producen altas vIscos idades y dificultades de flujo del lubricante mala carburacioacuten que a su vez provocan la condensacioacuten del vapor de agua productor de lodos y emu lsiones

412 3 Sistema de encendido defectuoso

Chispa atrasada Produce combustioacuten incompleta diluyendo el aceite con el combustible que no se quema

Chispa adelantada Produce calentam iento que a su vez ocasiona baja de viscosidad oxidacioacuten del aceite

Bujias o ca bles rotos Produce fallas en la ignicioacuten provoca ndo dilucioacuten del aceite con la mezcla no quemada

4124 Desgaste excesIvo del pistoacuten-anillo-cilindro

Produce paso de gases y combustible del Ci lindro al caacuterter (con la dilucioacuten y suciedad del aceite) rebajan el punto de inflamaCioacuten del aceite agua aacutecidos y residuos Produce tambieacuten el paso de aceite del caacute rter al cilindro provocando el gasto excesivo (quemar aceite)

NOTA En moto res nuevos hay paso de gases del cilindro al caacuterter 3 a 4 pies3minuto = 0142 mt3iexclminuto

En motores con desgaste cilindro-anillos 14 a 15 pies 3 iexclmlnuto = 0425 mt3 iexclminuto

4 125 Fallas en el sistema de distribucioacuten (mal reg laje)

Juego de taqueacute exceSIVO no hay completa admisioacuten ni completa expulsioacuten dando combustiones lentas y aumento de temperatura interna

Ile

5 MEacuteTODOS DE LUBRICACiOacuteN

Son diversos y muchas veces complejos los sistemas y mecanismos utilizados para la aplicacioacuten de lubricantes A continuacioacuten se resentildean los mas comunes utilizados en aplicacioacuten de grasas y aceites En la figura 36 y cuadro 60 se presentan criterios y recomendaciones para la seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten maacutes adecuado

51 Aplicacioacuten de grasas

51 1 Copas engrasadoras

Las copas fueron desarrolladas para evitar la necesidad de desarmar el COjinete para aplicar grasa a sus superficies de rozamiento Meacutetodo maacutes utilizado para aplicacioacuten de Maquinaria y Equipo Agricola (Ver figura 37)

51 2 Cojinetes cargados con grasa

Algunos cojinetes funcionan en cajas o caacuterteres que se llenan de grasa desde faacutebrica Por lo tanto no requieren de nuevas aplicaciones

513 Sistemas de presioacuten

Inyectores o pistolas se emplean para aplicar grasa a cojinetes bajo alta presioacuten

514 Manual

En el momento de muchos rodami en tos la primera lubricac ioacuten se hace manualmente En engranajes abiertos se aplica con espaacutetu la

52 Aplicacioacuten de Aceite

Son diversos los meacutetodos y los mecanismos utilizados para lubricar con aceite aquiacute se resentildean los maacutes util izados en Maquinaria Agricola y Agroindustr ial

521 Lubricacioacuten Manual

Cuando el aceite es suministrado al cojinete por medio de un agujero de aceite a intervalos mas o menos regulares utilizando aceitera embudo brocha Lubricacioacuten de baJo costo y de faacutecil apl icacioacuten para cualquier tipo

18J

Manual

Bantildeo----------------------- ---- - -- - - ~-~~-------shy~

N ie bla

G lO 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 2

Veloc iexcldad -linea primitiva mseg

FIGURA 36 Seleccioacuten del meacutetodo de lubricacioacuten para engranajes

Fuente (Benitez 1992)

1(1 elubtlc Jcon Ile lJ If HC es necesaria

CUl ldo h~y al10 riesgo de que la grasa Quede

LJ un p ureia s pueden (OrlUu a la raplu3rneole COntamina avella L OlJluraClones son Ifnpor d a o $1 se pr9c~ Quelanl es diSPOSItIVOS de protecc lCn pashy la grasa Obture Contr a t- e llar la entrada de mpurelas la humedad

La gra sa llueva E- Il IPUJ3

a la v~Ja a Ildves del laberlntuacute y lamOlen a las Inlpu elas

FIGURA 37 Lubricacioacuten mediante copas engrasadoras

Fuente (SFF 1985)

1-1

Irnpureias 4ue enlteacutetn a I raves de la Obl uraC lon latlC lrrlllC3

CUADRO 60 Recomendaciones de sistemas de lubricacioacuten para condiciones criticas

CONDICION SISTEMA RECOMENDADO

Altas temperaturas (gt 150degC)

Temperatura Normal

Baja Temperatura laquo-20degC)

Alta veloddad

Media velocidad

Baja veloddad

Polvo y sudedad

Humedad

Vaclo (Lubrlcadones espedales)

Clrculadoacuten

Grasa Manual niebla a presioacuten drcuJadoacuten

Grasa o aceite a perdida niebla salpique cJrculadoacuten

Clrculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla salpique drculadoacuten

Grasa o aceite a peacuterdida niebla drculadoacuten

Grasa espedal a peacuterdida crculadoacuten_

Grasa o aceite a peacuterdida drculadoacuten

Grasa a peacuterdida total

Fuente (Benltez 1992)

de lubricante Especial para engranajes abiertos de baja velocidad y servicio pesado

52 2 Aceitadoras de gota y de alimentacioacuten visible

Este consiste en una copa o recipiente pequentildeo que da alimentacioacuten a un tubo de aceite el cual a su turno descarga el lubricante en un agujero en el cojinete En la Figura 38 se ilustra un mecanismo de lubricacioacuten por goteo

Lubricac ioacute n por goteo de ace ite Alimentando ace ite a los rodam ientOs

en cantidades extremadamente pequeshyntildeas (unos 10 mg middoth dependiendo del

tamantildeo de rodamiento) se puede conshysegu i r una pellcu la de aceite reSisten shyte a la carga que nace que el rozashymiento sea lo menor posib le y que la temperatura sea baja y estable La dlfishyu lt ad estriba en la ailmentacloacuten de Ilas cantidades e)(tremada mente peshy

le ras ce 70rma adec uumlada Se ha VISshy

to que es posible con la ayuda de un IUDrlcador por goteo Inyectar aceite a c iertos Intervalos en un tUDa y transshy

ponar el ace ite a traves de el has ta el rodam ient o mediante aire a pres ioacute n Ila manOOIO as lubrlcaClon por goteo

de ace ite E aceite sumin istrado por el lu bricador se distribuye por el caushy

dal continuo de aire comp rim ido a lo

largo oe la pared de l tubo de forma

l e el acei te se oespiaza a traves de el El acei te se Inyecta en el rodamienshyto a traves de un Inyector Se crea una sobreoresloacuten en el conjunto del rodashy

miento que protege contra las ImpushyreZ3S Despues de Su paso a t raves del rodam iento el aceite se debe drenar de for ma elec tIva

-- ~i a c iquest 2 ae amp

~~

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FIGURA 38 Lubricacioacuten por goteo

Fuente (SKF 1985)

I S I)

523 Aceitadores de sifoacuten

Generalmente consiste en una copa de aceite provista de un tubo central el cual extiende maacutes allaacute de la base o fondo de la copa quedando atornillado en el agujero de aceite en la taza del cojinete o en un tubo de entrega unido al cojinete

524 Bantildeo de aceite o (Inmersioacuten)

Es la maacutes corriente y sencilla Usada para engranajes con velocidades lineales S 800 mmmuto Los cojinetes y engranajes que funcionan en bantildeo de aceite se lubrican automaticamente por inmersioacuten Esta lubricacioacuten es tiacutepica para los sistemas de transmisioacuten mecaacutenica de maacutequinas y equipos agriacutecolas Es la forma maacutes sencilla de lubricar y adecuada para bajas- rpm (Ver figura 39)

El nivel de aceite que la rueda mayor sumerja soacutelo las x partes de los dientes Inferiores

Los excesos Producen recalentamiento y deterioro de la maacutequina

525 Lubricacioacuten por chorro o duchas de aceite a presioacuten

Se utiliza en transmisiones con ve locidad lineal demaacutes de 800 mtlminuto Cuando existen engranajes son muy anchos (10 moacutedulos o maacutes) se usa ducha a presioacuten Cuando la potencia a transmitir es muy alta yo la velocidad lineal es mayor de 3000 mtlminuto la ducha o chorro se aplicaraacute despueacutes o en el punto de contacto -NO ANTES DE EacuteSTE- para refrigerar y evitar espumas y turbulencias en el lubricante

El caudal El criterio es variable

Caudal para lubricar

Caudal miacutenimo La norma general 3 litros h-HP transmltldo- tren de transmisioacuten

Caudal para refrigerar de 5 a 10 veces lo anterior

Nota Cuando la potencia a transmitir yo el nuacutemero de engranajes es muy alto el aceite se calentaraacute y seraacute necesario refrigerarlo sin exceso porque afectar la viacosldad dificultando el bombeo

11i7

~~

Bantildeo de aceite

Esta es la forma mas sencilla de lubri shycar adecuada para velocidades de ro shytacioacuten lentas Cuando el rodamiento no gira el nivel del bantildeo debe quedar Justo por debajo del centro del eleshy

mento rodante mas bajo En rotacioacuten el aceite es elevado y se introduce por las partes del rodamiento gira con eacutel y retorna al bantildeo

FIGURA 39 Lubricacioacuten por bantildeo de aceite

Fuente (SKF 1985)

I~ ~

En este caso es necesario filtrar el aceite y la mejor combinacioacuten es el filtro mecaacutenico (cartuchos) + fi ltro magneacutetico No se aconsejan filtros con carbones activados porque detienen parte de los aditivos al filtrar

526 Lubricacioacuten por barboteo (salpiq ue)

Se ongina por la velocidad de rotacioacuten de los engranajes unida a la fuerza centriacutefuga que crean dentro del carter una niebla de aceite Se le puede adicionar a los engranajes resaltes cucharillas y aletas que al batir el aceite aumentan la niebla lubricante Cucharilla s especiales distribuyen el lubricante Es muy utilizado en maacutequinas con ciguentildeales (Motores C1 (4T)

52 7 Lubricacioacuten de engranajes abiertos

Debe proveerse un semi caacuterter o depoacutesito inferior que bantildee el dentado con protector en la parte superior para eVitar que salp ique

Cuando se usa grasa se unta mediante pince l o espaacutetula

Productos en dispersioacuten La teacutecnica maacutes moderna que consiste en productos de muy alta viscosidad que antes de aplicarse deben calentarse para facilitar la aplicacioacuten mediante el untado con brocha o pincel y al evaporarse el disolvente queda lubricado el engranaje con un producto pastoso de alta viscosidad

Tambieacuten se emplean aerosoles que al evaporarse el disolvente quedan los lubricantes adheridos a los pintildeones en peliacuteculas finas o gruesas seguacuten la cantidad aplicada

528 Lubricacioacuten por sistemas de circulacioacuten

Es el sistema maacutes empleado para la lubricacioacuten de motores dlesel y gasolina de 4 T y de altas potencias Igualmente se emplea para engranajes con mayores velocidades tangenciales que las permitidas por bantildeo y salpique Es la forma maacutes eficaz para lubricar engranajes pues permite hacer llegar la cantidad adecuada y constante a los puntos de contacto (ver figura 40)

Las modalidades de este sistema son

sistema de circulacioacuten por gravedad con un depoacutesito superior que contribuye por gredd el ceiacutete y uno inferior que recibe superficial y por medio de una bomba a elevar el aceite al primer tanque

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enfriamiento Iffllllllllllllllllill

bomba

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L CirculaCioacuten de aceite

Cuanto mas alta es la temperatura del rOdam iento mas rapldamente enveJeshyce e aceite lubncante Para evitar in shy

tervalo s de cambio de aceite excesiva shymente COrtos se puede mantener el aceite en CI(CulaClon genera lmente

por medio de una bomba DesPues de oasar a raves del rOdamiento El acel te 5e lit ) a an tes de volver a e l El sistema se ptece comp lementar Con Otr o SISte -ra oe en fria m iento que TIa~ Iene oaa la lemiexclera tura de l aceite

FIGURA 40 Lubricacioacuten por circulacioacuten

Fuente (SKF 1985)

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Sistema de circulacioacuten baJo presioacuten propia mediante bombas de aceites se distribuye el ace ite a presioacuten para todos los elementos y regresa de nuevo al depoacutesito por gravedad

Sistema central de circulacioacuten bajo presioacuten En un depoacutesito central se abastece todo el lubricante necesario para el equipo se conduce el aceite por boquillas y se surninlstra a los puntos requeridos distribuyeacutendose gracias a conductos de guiacutea La cantidad de aceite para este sistema es alta con lo cual se remueva faacutecilmente el calor pero necesita un depoacutesito hermeacutetico y medios de filtracioacuten para asegurar su vida uacutetil

Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cUidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar calor Una forma especial de conseguir esto es inyectar aceite a presioacuten a l rodamiento La velocidad del chorro debe ser bastante alta (15 mis miacutenimo) para asegurar que entre suficiente aire en el torbellino de aire provocado por la rotacioacuten del rodamiento (ver figura 41)

5281 Lubricacioacuten por aspersioacuten

El aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca al punto donde encajan El aceite se drena hacia el fondo de la carcaza de donde es recirculado Originalmente la praacutectica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje pero ahora es considerado aplicar mejor el aceite al diente de arranque a menos que el engranaje esteacute operando a bajas velocidades Esto provee una refrigeracioacuten maacutes eficiente y reduce el riesgo de que se cree exceso de aceite en las raiacuteces de los dientes

5 3 Lubricacioacuten por mezcla

En motores a gasolina de dos tiempos (2T) es convencional la lubricacioacuten con mezcla la cual se realiza en el depoacutesito de combustible de motor en un proporcioacuten definida por los fabricantes dependiendo SI los motores son enfriados por el aire o por el agua Las proporciones maacutes utilizadas son 201 301 501

54Lubrlcacioacuten por neblina de aceite o atomizacioacuten

La lubricacioacuten con una neblina de aceite es un sistema automaacutetico para suministrar cantidades muy pequentildeas de aceite por el sistema de un solo paso Un soacutelo expendedor serviraacute a una maacutequina a varias Lubricaraacute

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Inyeccioacuten de aceite A altas velocidades hay que cuidar que el aceite no tienda a salirse ya que debe penetrar en el interior del rodamiento para disipar el calor Una forma especial de co nseguir esto _ es Inyectar aceite a presioacuten en el rodashymiento La velocidad del chorro debebull ser bastante alla (15 mIS minimo) para asegurar que entra suficiente ace ite en el torbellino de aire provocad o po r 12 ro tac ioacuten del rod2f1l len to

FIGURA 41 Inyeccioacuten de aceite

Fuente (SKF 1985)

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rodamientos y cojinetes planos engranajes cubiertos y descubiertos guiacuteas cadenas y otras piezas

La lubricacioacuten por neblina de aceite requiere de una fuente de aire comprimido Este aire primero por un separador de agua El aire pasa a traveacutes de las vaacutelvulas de control necesarias y luego a traveacutes de un pulverizador que succina el aceite inyectaacutendolo a la comente de aire

Lubricacioacuten por neblina para engranajes

El aceite es atomizado y disperso en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proveen una lubricacioacuten efectiva sin arrastre de aceite El suministro de aire comprimido seco tiene efectos refrigerante Los aceite usados con este meacutetodo de lubricacioacuten deben ser resistentes a la oxidacioacuten ya que la formacioacuten de una neblina Incrementa enormemente el aacuterea de superficie en contacto con el aire

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6 CONCLUSIONES

Los siguientes requisitos son esenciales para lograr un funciona miento libre de problemas en cualquier sistema o mecanismo de maacutequina o equipo

-Equipo en buenas condiciones

-Adecuada seleccioacuten del lubricante

-Correctas praacutecticas de mantenimiento preventivo

-Respuesta raacutepida en el anaacutelisis de condiciones Imprevistas

Un programa de muestreo y anaacutelisis de aceite usado no es un sustituto de un mantenimiento bien planificado y ejecutado Sin embargo la administracioacuten correcta de esta herramienta red uciraacute enormemente los costos de mantenimiento rie~os de dantildeos tota les evi ta raacute en lo posible tiempos de detencioacuten de los equ ipos

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