ACEROEl término acero sirve comúnmente para denominar, en ingeniería metalúrgica, a una mezcla de hierro con una cantidad de carbonovariable entre el 0,03 % y el 2,14 % en masa de su composición, dependiendo del grado. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,14 % se producen fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.

No se debe confundir el acero con el hierro, que es un metal relativamente duro y tenaz, con diámetro atómico (dA) de 2,48 Å, contemperatura de fusión de 1535 °C y punto de ebullición 2740 °C. Por su parte, el carbono es un no metal de diámetro menor (dA = 1,54 Å), blando y frágil en la mayoría de sus formas alotrópicas (excepto en la forma de diamante). La difusión de este elemento en la estructura cristalina del anterior se logra gracias a la diferencia en diámetros atómicos, formándose un compuesto intersticial.

La diferencia principal entre el hierro y el acero se halla en el porcentaje del carbono: el acero es hierro con un porcentaje de carbono de entre el 0,03 % y el 1,075 %, a partir de este porcentaje se consideran otras aleaciones con hierro.

Características mecánicas y tecnológicas del acero

1. Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero debido a que estas varían con los ajustes en su composición y los diversos tratamientos térmicos, químicos o mecánicos, con los que pueden conseguirse aceros con combinaciones de características adecuadas para infinidad de aplicaciones, se pueden citar algunas propiedades genéricas:

2. Su densidad media es de 7850 kg/m³.En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir.

3. El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación y los porcentajes de elementos aleantes. El de su componente principal, el hierro es de alrededor de 1.510 °C en estado puro (sin alear), sin embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1.375 °C, y en general la temperatura necesaria para la fusión aumenta a medida que se aumenta el porcentaje de carbono y de otros aleantes. (excepto las aleaciones eutécticas que funden de golpe). Por otra parte el acero rápido funde a 1.650 °C.18

4. Su punto de ebullición es de alrededor de 3.000 °C.19Es un material muy tenaz, especialmente en alguna de las aleaciones usadas para fabricar herramientas. Relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres.

5. Es maleable. Se pueden obtener láminas delgadas llamadas hojalata. La hojalata es una lámina de acero, de entre 0,5 y 0,12 mm de espesor, recubierta, generalmente de forma electrolítica, por estaño.

6. Permite una buena mecanización en máquinas herramientas antes de recibir un tratamiento térmico.

7. Algunas composiciones y formas del acero mantienen mayor memoria, y se deforman al sobrepasar su límite elástico.

HIERRO FUNDIDOFundición grisEl hierro fundido, hierro colado, más conocido como fundición gris, es un tipo de aleación, cuyo tipo más común es el conocido como hierro fundido gris.

El hierro gris es uno de los materiales ferrosos más empleados y su nombre se debe a la apariencia de su superficie al romperse. Esta aleación ferrosa contiene en general más de 2% de carbono y más de 1% de silicio, además de manganeso, fósforo y azufre. Una característica distintiva del hierro gris es que el carbono se encuentra en general como grafito, adoptando formas irregulares descritas como “hojuelas”. Este grafito es el que da la coloración gris a las superficies de ruptura de las piezas elaboradas con este material.

Las propiedades físicas y en particular las mecánicas varían dentro de amplios intervalos respondiendo a factores como la composición química, rapidez de enfriamiento después del vaciado, tamaño y espesor de las piezas, práctica de vaciado, tratamiento térmico y parámetros microestructurales como la naturaleza de la matriz y la forma y tamaño de las hojuelas de grafito.

Un caso particular es el del grafito esferoidal, que comienza a utilizarse en los años 1950, a partir de entonces ha desplazado otros tipos de hierro maleable y hierro gris.

Entre los primeros usos de este material se dieron, en Europa occidental, en el año 1313, específicamente en la fabricación de cañones, y presumiblemente en la misma época se comenzaron a utilizar también en la construcción de tuberías. Se tienen registros de que en 1455 la primera tubería de hierro fundido fue instalada en Alemania, en el Castillo Dillenberg.

El proceso de fabricación de los tubos de hierro fundido ha tenido profundas modificaciones, pasando del método antiguo de foso de colada hasta el proceso moderno por medio de la centrifugación.

Bonce GrafitadoMaterialBarras sólidas sinterizadas de bronce grafitado , obtenidas a partir de polvo atomizado de bronce prealeado mezclado con grafito, clasificado gran ulometricamente a fin de obtener densidad y pesos adecuados.

PresentaciónBarras macizas, semiterminadas de diversas dimensiones en función a requerimientos del cliente, impregnadas en aceite.

DimensionesSe suministran en función a las medidas requeridas por el cliente.

AplicacionesTipo I

Bocinas para trabajo a elevadas 3500 rpm como máximo sometidas a cargas de trabajo no muy exigidas.

Tipo II

Bocinas para trabajo a bajas 1500 rpm como máximo y sometidas a cargas de trabajo elevadas: Para la fabricación de piezas estructurales.

Tipo III

Uso en rpm moderadas y cargas moderadas-altas.

Tipo IV

Bocinas para trabajo a baja velocidad y cargas de elevadas. Uso en piñones, coronas, sinfin, etc.

Normas AplicadasASTM B212-82

Apparent Density of Free-Flowing Metal Powders.

Densidad aparente de flujo en polvos metálicos

ASTM B214-76

Sieve Analysis of Granular Metal Powders

Análisis granulométrico de polvos metálicos

ASTM B255-83a

Sintered Bronce Estructural Parts

Partes estructurales de bronce sinterizado

ASTM B328-73

Density ad Interconnected Porosity of Sintered Powder Metal

Structural Parts and Oil – Impregnated Bearings.

Densidad e interconexión de poros en partes estructurales

sinterizadas y impregnación de aceite en bocinas.

ASTM B438-83a

Sintered Bronce Bearings (Oil Impregnated)

Bocinas de bronce sinterizadas, impregnación de aceite

SAE 841

Bronce Sinterizado con grafito o sin él.

LUBRICIONLubricantes Industriales:Un lubricante es una sustancia que, colocada entre dos piezas móviles, no se degrada, y

forma asimismo una película que impide su contacto, permitiendo su movimiento incluso a

elevadas temperaturas y presiones.

Una segunda definición es que el lubricante es una sustancia (gaseosa, líquida o sólida) que

reemplaza una fricción entre dos piezas en movimiento relativo por la fricción interna de

sus moléculas, que es mucho menor.

En el caso de lubricantes gaseosos se puede considerar una corriente de aire a presión que

separe dos piezas en movimiento. En el caso de los líquidos, los más conocidos son los

aceites lubricantes que se emplean, por ejemplo, en los motores. Los lubricantes sólidos son,

por ejemplo, el disulfuro de molibdeno (MoS2), la mica y el grafito.

Industrias alimentarias:La industria procesadora de alimentos presenta retos únicos para los formuladores de lubricantes, comercializadores de aceite, ingenieros de lubricación y diseñadores de equipos. Si bien nunca es deseable que un lubricante contamine materias primas, productos en proceso o terminados, las consecuencias de un producto contaminado con aceite casi nunca son tan severas como lo es en la industria alimenticia. Tan es así, que los lubricantes usados en la industria alimenticia tienen requerimientos, protocolos y expectativas de desempeño que van más allá de los aceites industriales típicos. Aca identificaremos las diferencias fundamentales entre los lubricantes H1, H2 y H3, sus requerimientos y formulaciones, así como la correcta selección del lubricante, la cual es crítica para la seguridad del alimento y la confiabilidad de la maquinaria.

Lubricantes H1 son grado alimenticio y se emplean en ambientes donde se procesan alimentos

y donde existe la posibilidad de contacto incidental con los alimentos. Estos lubricantes sólo

pueden formularse empleando uno o más de los aditivos, bases lubricantes y espesantes (en el

caso de las grasas) listados en 21 CFR 178.3750.

Lubricantes H2 son usados en equipos y maquinarias donde no existe la probabilidad de que el

lubricante o superficie lubricada entre en contacto con el alimento. Debido a que no hay ningún

riego de contacto con el alimento, los lubricantes H2 no tienen por qué tener una lista definida

de ingredientes aceptables. Sin embargo, no pueden contener intencionalmente metales

pesados como antimonio, arsénico, cadmio, plomo, mercurio o selenio. De igual forma, sus

ingredientes no deben incluir sustancias carcinógenas, mutágenas, teratógenas o ácidos

minerales.4

Lubricantes H3, también conocidos como aceites solubles o comestibles, pueden ser usados

para limpiar y prevenir la herrumbre en ganchos, transportadoras y equipos similares.

Lubricantes AprovadosComo se mencionó previamente, las aprobaciones del USDA están basadas en los Códigos del FDA Título 21, donde se indican los ingredientes usados en lubricantes que pueden tener un contacto incidental con los alimentos. Estos se mencionan en las siguientes secciones:

1.CFR 178.3570 – Ingredientes permitidos en la fabricación de lubricantes H1 21.CFR 178.3620 – Aceites minerales blancos como componentes de artículos  no

alimenticios que serán usados en contacto con alimentos 21.CFR 172.878 – Aceite minerales blancos que cumplen con USP (Farmacopea de los

Estados Unidos) para el contacto directo con alimentos 21 CFR 172.882 – Hidrocarburos sintéticos isoparafínicos

21.CFR 182 – Sustancias reconocidas generalmente como seguras

Aceites Básicos Aceptados como Grado AlimenticioDependiendo de si el lubricante es grado alimenticio H1 o H2, la lista de los aceites básicos aprobados puede variar. Las guías para aceites básicos H2 son menos restrictivas y, consecuentemente, permiten una gran variedad de básicos.

Muchos productos usados en plantas industriales (no alimenticias) son utilizados en plantas alimenticias como aplicaciones H2. Los lubricantes H1 son mucho más limitados ya que están diseñados para permitir una exposición accidental con el alimento procesado. Los aceites básicos aprobados como H1 pueden ser minerales o sintéticos:

Lubricantes Derivados del Petróleo – Los aceites minerales usados en lubricantes grado alimenticio H1 son aceites minerales blancos grado técnico o aceites minerales blancos tipo USP. Son altamente refinados y sin color, sabor, olor  además de que no manchan. Los aceites minerales blancos grado técnico cumplen con las regulaciones especificadas en 21 CFR 178.3620. Los aceites minerales USP son los aceites blancos minerales más altamente refinados que todos los demás.

Lubricantes Sintéticos – Las bases lubricantes sintéticas H1 son por lo general polialfaolefinas (PAO). Comparadas con los aceites blancos minerales, poseen una resistencia a la oxidación significativamente mayor y un amplio rango en cuanto a temperaturas de operación se refiere. Otras bases lubricantes sintéticas aprobadas como H1 son las Polialquilenglicol (PAG). Estas son cada vez más usadas en aplicaciones a alta temperatura. 

Los dimetilpolisiloxanos (siliconas) con una viscosidad por encima de los 300 centiStokes (cSt)7 son también utilizados como lubricantes H1. Las siliconas tienen mayor resistencia a la oxidación y a la degradación térmica que las bases lubricantes PAO y PAG

RODAMIENTOSIntroducción:

Un rodamiento (en Argentina, España, Chile y Colombia), también denominado informalmente o vulgarmente rulemán o rúleman (en Argentina, Paraguay y Uruguay, derivado del francés "Roulement"); rolinera, balinera o balero (en México y Venezuela); rodaje (en Perú); caja de bolas (en Cuba, República Dominicana y Puerto Rico); rol en Costa Rica o también bolillero o rodajes o rulimán (en Ecuador), es un tipo de cojinete, (como se le llama en Guatemala) que es un elemento

mecánico que reduce la fricción entre un eje y las piezas conectadas a éste por medio de rodadura, que le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento.

DescripciónEl elemento rotativo que puede emplearse en la fabricación del rodamiento, pueden ser:

de bolas, de rodillos o de agujas. En los rodamientos el movimiento rotativo, según el sentido

del esfuerzo que soporta, pueden ser axiales, radiales y axiales-radiales, etc. Un rodamiento

radial es el que soporta esfuerzos radiales, que son esfuerzos de dirección normal a la

dirección que pasa por el centro de su eje, como por ejemplo una rueda, es axial si soporta

esfuerzos en la dirección de su eje, ejemplo en quicio, y axial-radial si los puede soportar en

los dos, de forma alternativa o combinada. La fabricación de los cojinetes de bolas o

rodamientos es la que ocupa en tecnología un lugar muy especial, dados los procedimientos

para conseguir la esfericidad perfecta de la bola. Los mayores fabricantes de ese tipo de

rodamientos emplean el vacío para tal fin.

Tipos de rodamientosCada clase de rodamientos muestra propiedades características, que dependen de su diseño

y que lo hace más o menos apropiado para una aplicación dada. Por ejemplo, los rodamientos

rígidos de bolas pueden soportar cargas radiales moderadas así como cargas axiales

pequeñas. Tienen baja fricción y pueden ser producidos con gran precisión. Por lo tanto, son

preferidos para motores eléctricos de medio y pequeño tamaño. Los rodamientos de rodillos

cilíndricos pueden soportar cargas radiales muy pesadas y son oscilantes, lo que les permite

asumir flexiones del eje, entre dos rodamientos, que soportan un mismo eje. Estas

propiedades los hacen muy populares para aplicaciones por ejemplo en ingeniería pesada,

donde las cargas son fuertes, así como las deformaciones producidas por las cargas, en

máquinas grandes es también habitual cierta desalineación entre apoyos de los rodamientos.

1. Rodamientos rígidos de bolas:

Son usados en una gran variedad de aplicaciones. Son fáciles de diseñar, no separables, capaces de

operar en altas e incluso muy altas velocidades y requieren poca atención o mantenimiento en

servicio. Estas características, unidas a su ventaja de precio, hacen a estos rodamientos los más

populares de todos los rodamientos.

2. Rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular:

El rodamiento de una hilera de bolas con contacto angular tiene dispuestos sus caminos de

rodadura de forma que la presión ejercida por las bolas es aplicada oblicuamente con respecto al

eje. Como consecuencia de esta disposición, el rodamiento es especialmente apropiado para

soportar no solamente cargas radiales, sino también grandes cargas axiales, debiendo montarse el

mismo en contraposición con otro rodamiento que pueda recibir carga axial en sentido contrario.

3. Rodamientos de agujas:

Son rodamientos con rodillos cilíndricos muy delgados y largos en relación con su menor diámetro.

A pesar de su pequeña sección, estos rodamientos tienen una gran capacidad de carga y son

eminentemente apropiados para las aplicaciones donde el espacio radial es limitado. Este tipo de

rodamientos es comúnmente muy utilizado en los pedales para bicicletas.

4. Rodamientos de rodillos cónicos:

El rodamiento de rodillos cónicos, debido a la posición oblicua de los rodillos y caminos de

rodadura, es especialmente adecuado para resistir cargas radiales y axiales simultáneas. Para

casos en que la carga axial es muy importante hay una serie de rodamientos cuyo ángulo es muy

abierto. Este rodamiento debe montarse en oposición con otro rodamiento capaz de soportar los

esfuerzos axiales en sentido contrario. El rodamiento es desmontable; el aro interior con sus

rodillos y el aro exterior se montan cada uno separadamente. Son los de mayor aplicación.

5. Rodamientos de rodillos cilíndricos de empuje:

Son apropiados para aplicaciones que deben soportar pesadas cargas axiales. Además, son insensibles

a los choques, son fuertes y requieren poco espacio axial. Son rodamientos de una sola dirección y

solamente pueden aceptar cargas axiales en una dirección. Su uso principal es en aplicaciones donde la

capacidad de carga de los rodamientos de bolas de empuje es inadecuada. Tienen diversos usos

industriales, y su extracción es segura. y así de manera rápida y sencilla se pueden usar cualquier tipo y

donde sea los requeridos rodamientos.

6. Rodamientos axiales de rodillos a rótula

El rodamiento axial de rodillos a rótula tiene una hilera de rodillos situados oblicuamente, los cuales,

guiados por una pestaña del aro fijo al eje, giran sobre la superficie esférica del aro apoyado en el

soporte. En consecuencia, el rodamiento posee una gran capacidad de carga y es de alineación manual.

Debido a la especial ejecución de la superficie de apoyo de los rodillos en la pestaña de guía, los rodillos

giran separados de la pestaña por una fina capa de aceite. El rodamiento puede, por lo mismo, girar a

una gran velocidad, aun soportando elevada carga. Contrariamente a los otros rodamientos axiales,

éste puede resistir también cargas radiales. A si mismo la fuerza ejercida es horizontal con la carga

aplicada

7. Rodamientos de bolas a rótula

Los rodamientos de bolas a rótula tienen dos hileras de bolas que apoyan sobre un camino de rodadura

esférico en el aro exterior, permitiendo desalineaciones angulares del eje respecto al soporte. Son

utilizados en aplicaciones donde pueden producirse desalineaciones considerables, por ejemplo, por

efecto de las dilataciones, de flexiones en el eje o por el modo de construcción. De esta forma, liberan

dos grados de libertad correspondientes al giro del aro interior respecto a los dos ejes geométricos

perpendiculares al eje del aro exterior.

Este tipo de rodamientos tienen menor fricción que otros tipos de rodamientos, por lo que se calientan

menos en las mismas condiciones de carga y velocidad, siendo aptos para mayores velocidades.

8. Rodamientos de rodillos cilíndricos

Un rodamiento de rodillos cilíndricos normalmente tiene una hilera de rodillos. Estos rodillos son

guiados por pestañas de uno de los aros, mientras que el otro aro puede tener pestañas o no.

Según sea la disposición de las pestañas, hay varios tipos de rodamientos de rodillos cilíndricos:

Tipo NU: con dos pestañas en el aro exterior y sin pestañas en el aro interior. Sólo admiten cargas

radiales, son desmontables y permiten desplazamientos axiales relativos del alojamiento y eje en

ambos sentidos.

Tipo N: con dos pestañas en el aro interior y sin pestañas en el aro exterior. Sus características

similares al anterior tipo.

Tipo NJ: con dos pestañas en el aro exterior y una pestaña en el aro interior. Puede utilizarse para

la fijación axial del eje en un sentido.

Tipo NUP: con dos pestañas integrales en el aro exterior y con una pestaña integral y dos pestañas

en el aro interior. Una de las pestañas del aro interior no es integral, es decir, es similar a una

arandela para permitir el montaje y el desmontaje. Se utilizan para fijar axialmente un eje en

ambos sentidos.

9. Rodamientos de rodillos a rótula

El rodamiento de rodillos a rótula tiene dos hileras de rodillos con camino esférico común en el aro

exterior siendo, por lo tanto, de alineación automática. El número y tamaño de sus rodillos le dan una

capacidad de carga muy grande. La mayoría de las series puede soportar no solamente fuertes cargas

radiales sino también cargas axiales considerables en ambas direcciones. Pueden ser reemplazados por

rodamientos de la misma designación que se dará por medio de letras y números según corresponda a

la normalización determinada.

10.Rodamientos axiales de bolas de simple efecto

El rodamiento axial de bolas de simple efecto consta de una hilera de bolas entre dos aros, uno de los

cuales, el aro fijo al eje, es de asiento plano, mientras que el otro, el aro apoyado en el soporte, puede

tener asiento plano o esférico. En este último caso, el rodamiento se apoya en una contraplaca. Los

rodamientos con asiento plano deberían, sin duda, preferirse para la mayoría de las aplicaciones, pero

los de asiento esférico son muy útiles en ciertos casos, para compensar pequeñas inexactitudes de

fabricación de los soportes. El rodamiento está destinado a resistir solamente carga axial en una

dirección.