01. Principios de Lubricación
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Principios de Lubricación CURSO DE LUBRICACION 1 Febrero 2006 Principios 1
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Principios de Lubricación
CURSO DE LUBRICACION 1
Febrero 2006
Principios 1
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 2 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
LOS OBJETIVOS DE LA TRIBOLOGIA SON EL ESTUDIO Y LA REDUCCION DE
LA FRICCION Y DEL DESGASTE ENTRE SUPERFICIES EN MOVIMIENTO.
FRICCION: PUEDE SER SOLIDA o FLUIDA.
TRIBOLOGIA
DESGASTE:
ADHESIVO - SOLDADO DE ASPEREZAS EN REGIMENES MIXTOS Y LIMITE
(RAYADO Y ARRASTRE).
ABRASIVO - RAYADO PROFUNDO, DESGARRADO, PULIDO POR PARTICULAS
DE RESTOS DE DESGASTE O CONTAMINANTES SOLIDOS (POLVO-ARENA).
CORROSIVO - HAY UNA REACCION CON EL MEDIO AMBIENTE, LUEGO SE
PIERDE MATERIAL, AL FROTAR LAS SUPERFICIES.
PICADO - FATIGA SUPERFICIAL DURANTE EL CONTACTO RODANTE.
EROSION POR CAVITACION - FORMACION Y RAPIDO APLASTAMIENTO DE
BURBUJAS SOBRE UNA SUPERFICIE DEBIDO A CAMBIOS RAPIDOS DE
PRESION.
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 3 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
FRICCION SOLIDA
FRICCIONPOR RODADURA
FRICCIONFLUIDA
FRICCIÓN
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 4 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
FRICCION FLUIDA
DESLIZANTE
FRICCION SOLIDA
ESTACIONARIO
DESLIZANTE
MOLECULASSOLDADO
ESTACIONARIO
DE ACEITE(DESGASTE)
FRICCION ES LA RESISTENCIA O FUERZA QUE ENCONTRAMOS AL MOVER UN CUERPO SOBRE OTRO.
LA FRICCION SOLIDA ES INDEPENDIENTE DE LA VELOCIDAD Y DEL AREA APARENTE DE CONTACTO, PERO ES PROPORCIONAL A LA CARGA QUE EXISTE ENTRE AMBOS CUERPOS.
FRICCION
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 5 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
EL PRINCIPIO DE LA LUBRICACION ES SOPORTAR UNA CARGA DESLIZANTE CON UNA PELICULA REDUCTORA DE FRICCION.
LUBRICACION
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 6 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
LA PELICULA REDUCTORA DE FRICCION PUEDE CONSISTIR DE :
- GASES
- LIQUIDOS (PRINCIPALMENTE PRODUCTOS DE PETROLEO).
- SOLIDOS (GRAFITO).
LOS PRODUCTOS DE PETROLEO SON IDEALES PARA LA
LUBRICACION DEBIDO A SU HABILIDAD PARA “MOJAR” A LOS
METALES.
LOS PRODUCTOS DE PETROLEO PUEDEN SER ELABORADOS EN
LAS VISCOSIDADES APROPIADAS (CUERPO, ESPESOR) PARA LA
APLICACION REQUERIDA.
LUBRICACIÓN
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 7 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
LA VISCOSIDAD ES UNA MEDIDA DE LA RESISTENCIA DE LOS FLUIDOS A FLUIR.
VISCOSIDAD DINAMICA (ABSOLUTA) ES LA MEDIDA DE LA FUERZA NECESARIA PARA DESLIZAR UNA CAPA FLUIDA SOBRE OTRA.
ESFUERZO ESPECIFICO DE CORTE
(FUERZA APLICADA / UNIDAD DE AREA)
TASA DE CORTE
(VELOCIDAD DEL FLUIDO / DISTANCIA)
=VISCOSIDAD
DINAMICA
F
Vd
VISCOSIDAD
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 8 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
VISCOSIDAD DINAMICA:ALTO ESFUERZO DE CORTE
VISCOSIDAD CINEMATICA:BAJO ESFUERZO DE CORTE
VISCOSIDAD ABSOLUTA
DENSIDAD DEL FLUIDO
VISCOSIDAD CINEMATICA=
VISCOSIDAD
RELACION VALIDA PARA LOS FLUIDOS NEWTONIANOS
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 9 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
Temperatura Presión
Tem
pera
tura
Mayor Temperaturaimplica
Menor Viscosidad
Vis
cosi
dad
Vis
cosi
dad
Pre
sión
Mayor Presiónimplica
Mayor Viscosidad
La influencia de ambos Factores es muy FUERTE
El esfuerzo de corte afecta tambien a la viscosidad (FLUIDOS NO-NEWTONIANOS)
Factores que Afectan a la Viscosidad
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 10 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
0 20 40 60 80 100 120 1400 20 40 60 80 100 120 140
DIAGRAMAS VISCOSIDAD - TEMPERATURA
VISCOSIDADCINEMATICA
DOBLELOG. DELA VISC.CINEM.
TEMPERATURA (°C ) TEMPERATURA (°C )
EL INDICE DE VISCOSIDAD (IV) ES UN NUMERO EMPIRICO QUE INDICA EL EFECTO DEL CAMBIO DE TEMPERATURA SOBRE LA VISCOSIDAD DEL ACEITE.
ALTO “IV” SIGNIFICA MENOS CAMBIO DE VISCOSIDAD CON LA TEMPERATURA.
IV =95
IV = 135
TEMPERATURA vs. VISCOSIDAD
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 11 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
FLUIDO NEWTONIANOFLUIDO NO NEWTONIANO
(ESPESADO CON POLIMERO)VISCOSIDAD
CINEMAT.
ESFUERZO DE CORTE: VARIAC.VELOC. / / HUELGO ENTRE PIEZAS
ESFUERZO MECANICO Y VISCOSIDAD
LA VISCOSIDAD DE LOS ACEITES NEWTONIANOS ES INDEPENDIENTE
DEL ESFUERZO DE CORTE (o GRADIENTE DE VELOCIDADES).
LOS ACEITES NO NEWTONIANOS PUEDEN MOSTRAR :
PERDIDA TEMPORAL DE VISCOSIDAD (DEFORMACION DE POLIMEROS)
PERDIDA PERMANENTE DE VISCOSIDAD (RUPTURA DE POLIMEROS)
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 12 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
HAY CUATRO REGIMENES DE LUBRICACION PRINCIPALES:
LUBRICACION HIDRODINAMICA.
LUBRICACION LIMITE.
LUBRICACION MIXTA.
LUBRICACION ELASTO-HIDRODINAMICA.
REGIMENES DE LUBRICACIÓN
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 13 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
EN LA LUBRICACION LIMITE HAY FRICCION SOLIDA POR LO QUE SE PRODUCIRAN ALTAS CARGAS Y PRESIONES.
FRICCION SOLIDA
DESLIZAMIENTO
ESTACIONARIO
SOLDADO (DESGASTE)
LUBRICACION LIMITE
ESTACIONARIO
ADITIVO DE EXTREMA PRESION
DESLIZAMIENTO
LA LUBRICACION MIXTA ES UNA MEZCLA DE FRICCION SÓLIDA Y FRICCION FLUIDA.
LUBRICACION LÍMITE Y MIXTA
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 14 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
LA LUBRICACION HIDRODINAMICA ES UNA LUBRICACION DE CAPACOMPLETA (SEPARACION DE LAS SUPERFICIES MECANICAS).
AUMENTODE LA
PRESION
DEL FLUIDO
EFECTO NETO:
LA PRESION HIDRODINAMICA SE GENERA POR :
LA VELOCIDAD DESLIZANTE DE LAS CAPAS.
EL DISEÑO (BORDE PRINC. BISELADO O REDONDEADO).
SUMINISTRO ADECUADO DE ACEITE.
VISCOSIDAD DEL ACEITE.
F
V
LUBRICACION HIDRODINÁMICA
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 15 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
PRESION ENEL FLUIDO
CURVA DE
PISTA EXTERNA
BOLILLA
LA LUBRICACION HIDRODINAMICA PREVALECE A BAJAS CARGAS. A ALTAS CARGAS OCURRE LA LUBRICACION ELASTOHIDRODINAMICA.
LOS COJINETES ANTIFRICCION LLEVAN ALTAS CARGAS EN PUNTOS O LINEAS DE CONTACTO . EN ESTE CASO LAS SUPERFICIES MECANICAS SON NO CONFORMADAS
LA CAPACIDAD DE LLEVAR ALTAS CARGAS SE DEBE AL FENOMENO ELASTO- HIDRODINAMICO.
LOS ADITIVOS “EP “SOLAMENTE SON NECESARIOS SI OCURREN CARGAS DE CHOQUE.
LUBRICACIÓN ELASTOHIDRODINÁMICA
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 16 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
DE LUBRICACION SOLIDA A LUBRICACION FLUIDA
PARA UNA APLICACION DADA (DISEÑO PARTICULAR) PUEDE USARSE
EL COEFICIENTE DE FRICCION PARA ILUSTRAR TODOS LOS
REGIMENES DE LUBRICACION:
COEFICIENTE DE FRICCION f =
= CONSTANTE (DEPENDE DE LA APLICACION)
Z = VISCOSIDAD DE ACEITE
N = VELOCIDAD
P = PRESION (CARGA / AREA)
ZN
P x ( )
COEFICIENTE DE FRICCIÓN
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 17 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
COEFICIENTE LIMITE
MIXTA ELASTO-
HIDRODINAMICA
VELOCIDAD x VISCOSIDAD
PRESION
DE FRICCION
HIDRODINAMICA
N Z
P
f
=
COEFICIENTE DE FRICCION
CURVA DE STRIBECK
ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 18 - Principios de LubricaciónPrincipios de Lubricación
COEFICIENTE
DE FRICCION
PRESION
HYDRODINAMICALIMITE MIXTA
FRICCION EN EL
ARRANQUE
VELOCIDAD X VISCOS.(ZN / P)
HYDRODINAMICALIMITE MIXTA
DISTRIBUCION DE PRESION
COEFICIENTE DE FRICCION
