LUBRICACIN Y
TRIBOLOGA
INDUSTRIAL
Dr. Jony Lazo
INTRODUCCION
La tribologa se define como el estudio de la
friccin, el desgaste y la lubricacin que tienen
lugar durante el contacto entre superficies
slidas en movimiento.
La importancia de la lubricacin apunta hacia la
optimizacin del funcionamiento y el aumento
de la vida til de la maquinaria y equipos,
disminuyendo as los costos por recambio de
repuestos y paros de mquinas.
DEFINICIN DE FRICCIN:
Friccin es "la resistencia al movimiento relativo entre dos superficies cualquiera
en contacto directo".
EJEMPLOS:
Caminar.
Encender un fsforo.
Un automvil andando.
Friccin a nivel Microscpico.
MONTAAS O PICOS VALLES
AREA DE CONTACTO APARENTE:
A = Largo x ancho de la pieza
Fuerza de Friccin: Fuerza que se opone al movimiento.
Prdida de energa mecnica durante el inicio, el desarrollo y el final del movimiento relativo entre dos zonas materiales en contacto.
La fuerza de Friccin genera:
1.Aumento en la temperatura.
2.Perdida de Potencia en mquinas.
3. Enmohecimiento de piezas.
F = x N
LA UNICA FORMA DE EVITAR EL CONTACTO CONSISTE EN
INTERPONER ENTRE LAS SUPERFICIES UN MEDIO QUE LOS
SEPARE FISICAMENTE.
INTERNA
Ocurre entre las partculas de un mismo cuerpo. Atraccin intermolecular.
EXTERNA
Se presenta entre superficies de cuerpos diferentes. Tipos:
Friccin de deslizamiento.
Friccin de rodamiento (rodadura).
Friccin de rotacin.
TIPOS DE FRICCIN:
DESLIZAMIENTO
RODAMIENTO
ROTACIN
INTERNA
FRICCIN
ESTTICA
FRICCIN
DINMICA
FRICCIN
DE CHOQUE
Prdida de energa mecnica durante el inicio,
desarrollo y final del movimiento relativo entre dos
zonas de materiales en contacto.
EXTERNA SEGN LAS CONDICIONES DEL CONTACTO
1. CARGA:
Factor no controlable.
- Su propio peso.
- La potencia que transmite.
2. NATURALEZA DE LOS MATERIALES:
Estructura molecular.
3. ACABADO SUPERFICIAL:
Mayor rugosidad mayor friccin; superficies ms pulidas la disminuyen.
FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA
FRICCIN:
FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA FRICCIN (CONT):
4. GEOMETRA DE LOS CUERPOS:
Cuerpo esfrico cilndrico se desplaza ms fcil.
5. TOLERANCIA INADECUADA:
Excede de los parmetros establecidos de calidad.
6. TEMPERATURA DE FUNCIONAMIENTO
Altas temperaturas dilatan las superficies.
7. LUBRICACIN
Lubricante BIEN seleccionado y BIEN aplicado disminuye la friccin.
Friccin: Cmo se reduce?:
PULIENDO LAS SUPERFICIES.
CAMBIANDO EL DESLIZAMIENTO POR EL RODAMIENTO.
INTERPONIENDO UNA PELCULA LUBRICANTE.
DESGASTE:
PRDIDA DESPRENDIMIENTO DE MATERIAL DE LAS
SUPERFICIES A CAUSA DE LA
INTERACCIN DE LAS
RUGOSIDADES SUPERFICIALES.
TIPOS DE DESGASTE:
1. ADHESIVO.
2. ABRASIVO.
3. EROSIVO.
4. CORROSIVO.
5. POR PICADO (PITTING).
6. POR CAVITACIN.
7. POR FATIGA SUPERFICIAL.
8. POR CORRIENTE ELCTRICA.
1. DESGASTE ADHESIVO:
LAS RUGUSIDADES CHOCAN ENTRE S, SE ADHIEREN Y FINALMENTE SE ROMPE LA MS DEBIL.
Se presenta por que se revienta la pelcula lubricante por:
- Agotamiento de la pelcula lubricante.
- Equipos mal lubricados.
2. DESGASTE ABRASIVO:
Presencia de partculas abrasivas (arena,
polvo) mayores al espesor mnimo de la
pelcula lubricante, entre las superficies, las
cuales se incrustan y actan como herramienta
de corte, removiendo material de la otra
superficie.
Control: - Cambio de sellos y empaquetaduras.
- Filtrando el aceite.
EJEMPLOS DE DESGASTE ABRASIVO:
3. DESGASTE EROSIVO:
Partculas abrasivas en suspensin, menores al espesor mnimo de la
pelcula lubricante, erosionan las
superficies.
Uso de aceites lubricantes de mayor
viscosidad a la recomendada.
4. DESGASTE CORROSIVO:
Desprendimiento de granos oxidados de las superficies.
CAUSA: Contaminacin del aceite de
la grasa lubricante con agua, cidos,
combustibles u otros productos
oxidantes.
DESGASTE CORROSIVO:
DESGASTE CORROSIVO:
Corrosin con manchas superficiales en pista de rodamiento por
exposicin a humedad.
Corrosin en cojinete antifriccin
debido a agua en el lubricante.
5. POR PICADO (PITTING):
Los granos oxidados que se desprenden, se introducen en otros
sectores de las superficies
produciendo pequeos orificios.
MECANISMO DE ACCIN:
PIEZAS DAADAS POR
PICADO (PITTING):
ELEMENTOS RODANTES DAADOS
POR PICADO (PITTING):
6. DESGASTE POR CAVITACIN:
Burbujas de vapor dentro del aceite lubricante, al hacer implosin, las
superficies son atacadas presentando
degradacin superficial.
MECANISMO DE ACCIN:
EFECTOS DE LA CAVITACIN:
EFECTOS DE LA CAVITACIN:
7. DESGASTE POR FATIGA
SUPERFICIAL (SPALLING): Esfuerzos cclicos de tensin, compresin y
cortante sobre superficies en contacto.
CAUSAS:
- Desalineamiento de las superficies en contacto.
- Excesiva fuerza de empuje.
- Excesivos esfuerzos de contacto.
FATIGA SUPERFICIAL (SPALLING):
8. DESGASTE POR CORRIENTE
ELCTRICA: Salto de energa elctrica por polo a
tierra mal conectado por corrientes
parsitas.
Es ocasionada por sobrecargas elctricas por exceso de exigencia de
potencia y se funden los materiales.
Se desgasta sobre todo en el aislamiento del conductor, en las
bobinas.
DESGASTE POR CORRIENTE
ELCTRICA: Desgaste en Retenes y Baleros por Vibracin
y mala alineacin del motor con la carga a mover.
PROBLEMAS OCASIONADOS POR
EL DESGASTE:
1. Reduccin en la produccin - Paros.
2. Mayor posibilidad de accidentes por roturas de equipos u otras piezas.
2. Vida til de los equipos ms corta - Mayor consumo de repuestos.
4. En motores de C.I, aumenta la prdida de potencia y el consumo de combustibles y de lubricantes.
5. Mayores costos operativos.
FORMAS DE REDUCIR EL DESGASTE:
1. Utilizando los lubricantes ms apropiados para las diferentes condiciones de operacin.
2. Frecuencias de lubricacin adecuadas, cambios y reengrases correctos, segn normas establecidas por la Empresa.
3. Buenos programas de M.P.
- Inspecciones peridicas.
- Cambio de filtros, sellos, empaquetaduras retenedores y graseras en mal estado.
4. Buenos programas de:
- Aseo.
- Ajuste.
- Lubricacin.
5. No sometiendo el equipo a condiciones ms
severas y crticas a las del diseo.
FORMAS DE REDUCIR EL DESGASTE:
(Continuacin)
PRINCIPIOS BSICOS DE LA
LUBRICACIN: 1. Cada mquina requiere una lubricacin en particular
de acuerdo con las condiciones de operacin.
2. Elementos de mquinas fsicamente iguales pero
sometidos a condiciones de trabajo diferentes,
requieren lubricantes diferentes.
3. Los lubricantes seleccionados deben tener las
caractersticas y propiedades fsico-qumicas
necesarias para el buen funcionamiento.
FUNCIONES DE LA LUBRICACIN:
El objetivo de la lubricacin es crear entre
dos superficies, una PELCULA de una
sustancia llamada LUBRICANTE con propiedades especiales que cumpla las
siguientes funciones:
FUNCIONES:
1. Reducir la friccin (reducir la prdida de
energa). 2. Reducir el desgaste. 3. Ayudar a evacuar el calor generado. 4. Facilitar la evacuacin de impurezas. 5. Controlar la corrosin.
6. Sellar.
7. Permitir un funcionamiento suave, silencioso y preciso.
8. Amortiguar golpes.
FACTORES A TENER EN CUENTA PARA
SELECCIONAR Y APLICAR UN LUBRICANTE:
1) DE OPERACIN:
a) Velocidad.
b) Carga.
c) Temperatura.
2) DE DISEO:
a) Clculo y fabricacin de la mquina.
b) Materiales utilizados.
c) Acabado superficial del mecanismo.
d) Sistema de aplicacin del lubricante.
Factores que Afectan la Accin
del Lubricante: 1. El agua.
2. Disolventes.
3. Contaminacin por materiales slidos.
4. Contaminacin por malos hbitos de
lubricacin.
Pelcula Lubricante: La pelcula del lubricante debe ser lo
suficientemente gruesa para separar completamente los componentes.
Es posible determinar el espesor de la pelcula lubricante si se recurre a una serie de expresiones matemticas determinadas empricamente en base a la viscosidad.
CAPA LMITE.
LUBRICACION HIDRODINMICA.
LUBRICACION ELASTO-
HIDRODINMICA.
Pelcula Lubricante (Clases):
Cuando el espesor de la
pelcula de lubricante es igual
a la molcula individual del
aceite esta solo estar
recubriendo parcialmente las
superficies, dejando al
descubierto la mayor parte de
ellas y por lo tanto la friccin
es slida.
MOLCULA
Lubricacin por capa lmite:
Expresiones Matemticas: Fuerza de Deslizamiento:
= Es la fuerza de deslizamiento entre una placa rectangular
con respecto a otra simtrica a la primera (Newtons).
= Es el espesor de la pelcula del fluido (m).
= Es la Viscosidad dinmica (Pa*s).
= Se define como la velocidad de deslizamiento de las
placas (m/s).
= Es el rea de contacto de la placa (m2).
Expresiones Matemticas: Friccin en Rodamientos lubricados:
= Es la fuerza de friccin en el rodamiento lubricado.
= Es la velocidad superficial de la flecha en el rodamiento.
= Es la Viscosidad dinmica.
= Se define como el conjunto del rea de lubricacin.
= Es la longitud del rodamiento.
= Se define como el dimetro de la Flecha.
= Se define como el
espacio de juego radial
entre el rodamiento y la
flecha.
Se obtiene cuando dos superficies
estn completamente separadas por una
pelcula coherente de lubricante .
El espesor de la pelcula excede as
las irregularidades combinadas de las
superficies.
El coeficiente de rozamiento es
bastante menor que en la lubricacin
por capa lmite.
La lubricacin hidrodinmica evita el desgaste
de las partes en movimiento , ya que no
hay contacto metlico entre ellas.
Lubricacin Hidrodinmica:
Esta condicin se obtiene en
superficies en contacto
fuertemente cargadas
(elsticas),esto es, superficies
que cambian su forma bajo una
carga fuerte y vuelven a su
forma original cuando cesa la
carga.
Son un buen ejemplo los
rodamientos de bola.
Lubricacin
Elastohidrodinmica:
LUZ DE ACEITE
EJE DETENIDO INICIO DEL MOVIMIENTO EJE ESTABILIZADO
ESPESOR DE LA PELCULA
DE ACEITE
Espacio entre rodamiento y
Flecha:
Clase de Lubricantes de acuerdo a
su Estructura Molecular: 1. Gaseosos:
-Aire, CO2, N2, Metano, etc.
2. Lquidos:
- Agua
- Aceite: - Animal
- Vegetal
- Mineral
- Sinttico
3. Semislidos: - Grasas
4. Slidos: - Grafito
SEBO VACUNO
SEBO PORCINO
ACEITES
ANIMALES
PESCADO
Aceites lubricantes de origen
animal:
{ W
E
ACEITES
VEGETALES
RICINO
COCO
JOJOBA
OLIVA
PALMA
MANI
GIRASOL
NABO
LINO
Aceites de origen vegetal
1. ACEITE MINERAL
VENTAJAS
Tipos de Aceites Lubricantes
Compleja mezcla de hidrocarburos que resulta de la destilacin del petrleo. El aceite se emplea, generalmente, cuando la velocidad o la temperatura hacen imposible el uso de la grasa.
Se adapta mas fcil a todas las partes de la maquina.
Es mas fcil de manipular en el llenado y vaciado.
Se controla mas fcil la cantidad.
Se puede utilizar una mayor variedad de mtodos de aplicacin.
Aceites de origen mineral
Obtencin
de
aceites
bsicos
Aditivos Desparafinacin
Desasfaltizacin Tratamiento
Con fenol
Tratamiento
de
Hidrgeno
Petrleo
crudo
Nota: Los aceites lubricantes y
las grasas son compuestos
formados por una base aceitosa
y un conjunto de aditivos.
Aceites combustibles
Gas
Gasolina
Kerosn
Bases lubricantes
Residuos
Bases
lubricantes
Ligeros
Medianos
Pesados
Proceso obtencin de Aceites
lubricantes minerales
Envase final
2. ACEITE SINTETICO
Tipos de Aceites Lubricantes
Es un tipo especial de lubricantes. Se elabora a partir de reacciones qumicas, de varios materiales para producir un fluido, con propiedades especificas y muy superiores a los aceites minerales
Los aceites sintticos se emplean en casos muy especiales donde la lubricacin a base de hidrocarburos es ineficaz o se requiere alargar las frecuencias de lubricacin.
Son obtenidos mediante reaccin qumica de componentes de bajo peso molecular, para formar molculas ms grandes, que permiten manejar condiciones de operacin mas severas, tanto de velocidad carga y temperatura.
Aceites sintticos
ACEITES
LUBRICANTES
LOS ACEITES LUBRICANTES, SON MEZCLAS DE:
BASES LUBRICANTES + ADITIVOS
Los aditivos son productos qumicos que les incrementan a las bases lubricantes, algunas de sus caractersticas naturales o bien les incorporan otras caractersticas que no poseen y que son necesarias para una buena lubricacin.
Mejoradores ndice de viscosidad
Antidesgaste
Detergentes-Dispersantes
Demulsificantes
Antiespumantes
Anticorrosivos
Antioxidantes
Depresores de la congelacin
Etc.
ADITIVOS BASES LUBRICANTES
BASES LUBRICANTES MINERALES: Derivados del petrleo BASES LUBRICANTES SINTTICAS: Polisteres Polialfaolefnas Polibutenos
PROPIEDADES
FISICO-QUMICAS DE LOS ACEITES LUBRICANTES
1. Viscosidad
La viscosidad es una de las propiedades ms importantes de un lubricante y ms fcil de percibir.
Se define como la resistencia que opone un liquido para fluir libremente
Esto se debe al rozamiento que ocurre entre las diferentes capas cuando un lquido se pone en movimiento.
Se mide con un VISCOSMETRO
AGUA MIEL
EJEMPLO DE LA VIDA REAL
Viscosidad
La temperatura afecta la Viscosidad:
- Al aumentar la temperatura, la viscosidad disminuye.
- Al disminuir la temperatura, la viscosidad aumenta.
TIPOS DE VISCOSIDAD
1. VISCOSIDAD ABSOLUTA
a) Sistema mtrico: Poise = (DINA x s / cm2)
b) Sistema Ingls: Reynolds = (lbf x s/pulg2)
c) Sistema internacional: Pa x s (Pascal x segundo)
2. VISCOSIDAD CINEMTICA
Viscosidad Absoluta / Densidad
- Stoke = (Poise / (gr/cm3)
- Centistoke (cSt): centipoise/(gr/cm3) = mm2 / s
OTRAS UNIDADES DE VISCOSIDAD
1. Segundos Saybolt Universal (SSU)
2. Segundos Saybolt Furol (SSF)
3. Centistoke (cSt)
4. Segundos Redwood N 1 (SR # 1) (Standard)
5. Segundos Redwood N 2 (SR # 2) - (Admiralty)
6. Grados Engler (0E)
TABLA DE
EQUIVALENCIA DE
LA VISCOSIDAD
PROPIEDADES FSICAS
2. NDICE DE VISCOSIDAD
Resistencia que opone un aceite lubricante a cambiar su viscosidad con los cambios de temperatura (menor o mayor estabilidad de un aceite lubricante con los cambios de temperatura).
3. GRAVEDAD ESPECFICA Y API
Es la relacin entre el peso de un volumen dado de un aceite y el peso de un volumen idntico de agua a una temperatura estndar, por regla a 15,6 C (60F). Se determina por medio del hidrmetro
4. RIGIDEZ DIELCTRICA
Es la capacidad de aislamiento elctrico de un aceite.
PROPIEDADES TRMICAS
5. PUNTO DE INFLAMACIN O DE CHISPA
Es la temperatura mnima a la cual los gases formados se inflaman por un instante al aproximarle una llama, esta propiedad es muy importante en refrigeracin debido a altas presiones y temperaturas, los aceites que mejor se comportan son los de bases naftnicas.
TABLAS DEL NDICE DE VISCOSIDAD
PROPIEDADES TRMICAS
6. PUNTO DE COMBUSTIN
Es la temperatura a la cual se forman gases suficientes para mantener una llama durante mnimo 5 segundos.
7. PUNTO DE FLUIDEZ
Es la temperatura mxima a la cual el aceite lubricante an es un fluido y se define como la temperatura por encima de la cual el aceite se mantiene en su posicin cuando se inclina el recipiente en el cual est alojado.
8. PUNTO DE CONGELAMIENTO Y DE ENTURBIAMIENTO
Es la temperatura ms baja a la cual se observa la no fluidez del aceite cuando se enfra.
PROPIEDADES SUPERFICIALES
9. DEMULSIBILIDAD Es la resistencia que presenta el aceite a emulsificarse con el agua cuando se encuentra en presencia de esta.
10. RESISTENCIA A LA FORMACIN DE ESPUMAS.
No dejar formar espumas al ponerse en movimiento.
ADITIVOS
Son productos qumicos que les incrementan a las Bases Lubricantes, algunas de sus caractersticas naturales o bien les incorporan otras caractersticas que no poseen y que son necesarias para una buena lubricacin.
Aditivos del Aceite lubricante
Es el encargado de darle al aceite la propiedad de resistir las altas temperaturas sin llegar a descomponerse o formar reacciones qumicas debido a la presencia de oxigeno y agua en los ambientes calientes .
Aditivos del aceite lubricante
Es el encargado de darle al
aceite la caracterstica de resistir
la contaminacin de agentes
qumicos, externos o producidos
por la degradacin del mismo
debido al uso.
Componentes y aditivos del
aceite
Este aditivo controla la formacin
excesiva de espuma cuando el
aceite se encuentra sometido a
movimientos bruscos y as evitar
posibles derrames por el
aumento del nivel.
Este aditivo contiene una combinacin qumica la cual le imparte al aceite la propiedad de adherirse a la superficies metlicas formando una pelcula adecuada y resistir grandes presiones.
Componentes y aditivos del
aceite
Mejoradores de ndice de viscosidad
PROPOSITO
Aumentar el ndice de viscosidad
FUNCIONES
Poliisobutilenos, polmeros con nitrgeno, copolmeros, metacrilatos.
Los polmeros se dilatan con el aumento de la temperatura, contrarrestando el adelgazamiento del aceite.
Fro Caliente
Mejoradores del ndice de viscosidad
TIPOS
PROPSITO
Incrementar las caractersticas de adhesividad de los lubricantes, tornndolos mas pegajosos
FUNCIONES:
Bajo condiciones de pelcula delgada, evitan que el aceite se escurra.
TIPOS: Polmeros de Iz-butileno
Adhesividad o Untuosidad
PROPSITO
FUNCIONES
Aumentar la rapidez de separacin del agua
Aumentar la tensin superficial para obtener gotas grandes de agua
TIPOS
Triclesil fosfato, Dodecil sulfonato de calcio....
Demulsificante
Depresores del punto mnimo de
fluidez
Aditivo
Cera
PROPSITO: Permitir el flujo del
lubricante a bajas temperaturas.
FUNCIONES: Modifica la
formacin de cera
TIPOS:
Poliacrilatos, polmeros de
hidrocarburos, polimtacrilatos,
esteres polimricos...
Aditivos antidesgaste y de extrema
presin
PROPSITO
Reducir friccin y desgaste.
Prevencin de ralladuras y fatigas de material.
FUNCIONES: Reaccin qumica con el metal para formar pelcula con mayor resistencia al corte que la del metal anteponindose a ste.
Tipos: Sulfuros, xantanatos, ditiocarbonatos, dialquilditio carbonatos, ditiofosfatos de zinc.
Sulfato de hierro
Antioxidante
PROPSITO
Extender la vida til del aceite
FUNCIONES: Prevenir la reaccin entre el oxgeno y los hidrocarburos, minimizando adems el efecto catalizador de algunos metales en este proceso.
TIPOS: Fenoles alquilados y bloqueados, diaril, dialquilditio fosfatos metlicos.
Oxidacin: Reaccin en cadena
Los aceites y las grasas lubricantes se clasifican de cuerdo a la actividad en la que se van a desempear, se dividen en:
1) Lubricantes Industriales (ISO) 2). Automotriz (SAE)
Clasificacin de los Lubricantes
SISTEMA ISO
ACEITES LUBRICANTES
INDUSTRIALES
Los clasifica segn el Grado de Viscosidad (V.G), en cSt a 40C
nicamente se relaciona con la viscosidad del aceite y no tiene nada que ver con su calidad
El nombre del aceite va acompaado de un numero que indica la viscosidad en el sistema ISO.
Ejemplo: Tellus 68
Se tendr que el aceite tiene una viscosidad de 68 cSt a 40C.
La Mobil no utiliza la anterior norma. (Ej. el Mobilgear 632, el 632 no es grado ISO y su viscosidad real es equivalente a la de un grado ISO 320)
Clasificacin de los Lubricantes:
ISO El sistema ISO ha creado una serie de normas para la clasificacin de
los aceite industriales, las normas estn basadas en la viscosidad a unas temperatura estndar de 40 y 100 grados centgrados.
Los grados de viscosidad son: 2, 3, 5, 7, 10, 15, 22, 32, 46,
68, 100, 150, 220, 320, 460, 680, 1000, 1500
XXXX TELLUS 68
Todo recipiente que contenga
aceite debe estar marcado con:
Marca Nombre El grado Iso ISO 68
XXXX
CLASIFICACIN AGMA
- Asociacin Americana de Fabricantes de Engranajes - Clasifica los lubricantes para engranajes Industriales,
Las recomendaciones de lubricacin en el sistema AGMA
solo se utilizan para engranajes abiertos y reductores de
velocidad.
LUBRICANTES
AUTOMOTORES
En su clasificacin intervienen tres organismos:
- SAE que define la necesidad.
- API desarrolla el lenguaje al consumidor
- ASTM Define los mtodos de evaluacin y los objetivos de la calidad.
LUBRICANTES
AUTOMOTORES
Clasificacin SAE A). LUBRICANTES PARA MOTORES DE COMBUSTION INTERNA
UNIGRADOS MULTIGRADOS
B). LUBRICANTES PARA CAJAS DE ENGRANAJES Y DIFERENCIALES
UNIGRADOS MULTIGRADOS
Clasificacin de los Lubricantes:
SAE El sistema SAE ha creado una serie de normas para
la clasificacin de los aceites automotrices utilizados
en motores de combustin interna y en cajas de
engranajes. Las normas se basan en la viscosidad a
unas temperaturas estndar de 40 y 100 grados
centgrados y estn dadas por un ndice.
SHELL RIMULA D 40
Todo recipiente que contenga
aceite debe estar marcado con:
Marca Nombre El grado SAE SAE 40
SHELL
Aceites para motores de combustin
interna
Unigrados (monogrados)
Los aceites unigrados se caracterizan porque solo tienen un grado de viscosidad. (ver tabla)
La letra W en algunos aceites unigrados significa Winter (invierno), lo que indica que son aceites que cuando estn sometidos a bajas temperaturas no incrementan su viscosidad, sino que permanecen delgado, garantizando de esta manera, la correcta lubricacin del motor.
MULTIGRADOS
Los aceites multigrados se caracterizan por que poseen un alto ndice de viscosidad, lo cual permite que el aceite pueda ser recomendado para cubrir varios grados SAE de viscosidad. As, un aceite como el 20W40 significa que a bajas temperaturas (mayores de -15C) se comporta como un aceite delgado SAE 20 W y a altas como un aceite grueso SAE 40. (ver Tabla)
CATEGORIAS DE SERVICIO API Aceites para Motores a Gasolina
NIVEL DE SERVICIO
SA
SB
SC
SD
SE
SF
SG
SH
SJ
SL
SM
CATEGORIAS DE SERVICIO API Aceites para Motores Diesel (ACPM)
NIVEL DE SERVICIO
CA
CB
CC
CD
CD-II
CE
CF
CF-2
CF-4
CG-4
CH-4
CI-4
CI-4 PLUS 2004
ACEITES PARA MOTORES DE DOS TIEMPOS (JASO)
JASO FA Fuera del mercado
JASO FB Aceite mineral
JASO FC Semisinttico,
antihumo y
ecolgico
CLASIFICACIN SAE DE LOS ACEITES UNIGRADOS Y MULTIGRADOS PARA ENGRANAJES AUTOMOTORES
GRADO SAE
75W
80W
85W
80
90
140
250
80W90
85W90
85W140
CATEGORIAS DE SERVICIO API Aceites para Engranajes Automotrices
NIVEL DE SERVICIO
GL-1
GL-2
GL-3
GL-4
GL-5
MT-1
GL-6 (obsoleto)
GRASA LUBRICANTE
Compuesto de:
LUBRICANTE + ESPESANTE
GRASA
VENTAJAS
GRASAS LUBRICANTES
Compuesto qumico que por sus consistencia permite que la pelcula lubricante permanezca mas tiempo en las superficies. Las grasas se emplean generalmente en aplicaciones que funcionan en condiciones normales de velocidad y temperatura.
oSu instalacin es mas sencilla
oProporciona proteccin contra las impurezas
oMenos propensa a derramarse
oIdeal para puntos de difcil acceso
Aceites
Mineral
Sinttico
> Polialfaolefinas
Tipos de jabn
Litio (jabn)
Complejo de litio (jabn)
Bentonita (arcilla)
> Parafnico
> Glicol
Espesantes y aceites de las grasas
TIPOS DE GRASA
CARACTERSTICAS GENERALES Y SU USO DE ACUERDO CON LAS BASES DE JABN COMUNMENTE EMPLEADAS.
ALUMINIO:
CARACTERSTICAS: Suave, frecuentemente de apariencia fibrosa. Resistente al agua. Buena estabilidad estructural en operacin. Usada hasta temperaturas de 71 C (160F).
USO: Grasa para copas, para rodamientos de baja velocidad, chasis, etc.
CALCIO:
CARACTERISTICAS: Mantequillosa, resistente al agua. Buena estabilidad estructural en operacin. Fcil aplicacin con pistolas. Usadas hasta temperaturas de 77C (170F).
USO: Grasa para copas, para chasis, bombas de agua y aplicaciones por pistola.
Consistencia Se usa para definir el grado de dureza de la grasa.
RESISTENCIA QUE OPONE LA GRASA A SER PENETRADA
La consistencia depende del tipo de espesante utilizado, de la temperatura de funcionamiento y de las condiciones mecnicas de funcionamiento
CONSISTENCIA DURA CONSISTENCIA BLANDA
Clasificacin de las Grasas
Lubricantes La NLGI es el sistema encargado de normalizar
todas las grasas lubricantes con base a su consistencia.
Los grados de dureza van desde 000 (Consistencia blanda) hasta un Grado 6 (Consistencia dura)
La Consistencia significa dureza de una Grasa y se mide la distancia (0.1 mm) que penetra en su cada el cono en el laboratorio.
Grado de penetracin
NLGI 1/10=0.1mm
000 00 0 1 2 3 4 5 6
Grado de consistencia NLGI (Penetrmetro Humboldth)
5 SEGUNDOS
150 GRAMOS
25 C 44.5-47.5 mm de penetracin 40.0-43.0 35.5-38.5 31.0-34.0 26.5-29.5 22.0-25.0 17.5-20.5 petrolato 13.0-16.0 8.5-11.5
National Lubrcant Grease Institute
Caractersticas sobresalientes de una grasa
Punto de goteo: Al someter la grasa a una temperatura, tiende a disminuir
su dureza, provocando que se escurra peligrosamente,
dejando a un rodamiento sin lubricacin.
Definiremos al punto de goteo como la temperatura en la cual la grasa tiende a licuarse hacerse lquido, haciendo que una gota caiga de la copa en que se prueba.
Bao de Aceite
en Temp. en C
Aditivos de las grasas
lubricantes
Componentes y aditivos de la
grasa
Es el encargado de darle a la
grasa la propiedad de resistir
las altas temperaturas sin
llegar a descomponerse .
Componentes y aditivos de la
grasa
Es el encargado de darle a la
grasa la propiedad de resistir la
contaminacin contra agentes
qumicos, externos o
producidos por la degradacin
de la misma.
Componentes y aditivos de la
grasa
Este aditivo contiene una
combinacin qumica la cual le
imparte a la grasa la propiedad
de adherirse a la superficies
metlicas y resistir grandes
presiones.
Este aditivo es el encargado de
mantener una adecuada
estabilidad estructural para resistir
el ablandamiento o envejecimiento
durante el servicio.
Espesantes
Componentes y aditivos de la
grasa
Le dan la
consistencia
caracterstica de la
grasa y la
diferencian de un
aceite.
Componentes y aditivos de la
grasa
Es el componente que le imparte a la grasa las caractersticas lubricantes necesarias para para proteger los elementos,
generalmente, son aceites minerales .
Espesantes
Factores que afectan la
lubricacin
FACTORES QUE DETERMINAN EL ESPESOR DE LA PELICULA
FACTORES QUE DETERMINAN EL ESPESOR DE LA PELICULA
FACTORES QUE DETERMINAN EL ESPESOR DE LA PELICULA
FACTORES A TENER EN CUENTA EN LA
SELECCIN DE UN LUBRICANTE
El mtodo mas comn es seleccionar el lubricante de acuerdo a lo
recomendado por el fabricante, de lo contrario se puede basar en los
siguientes factores:
Velocidad: Cuando es alta el aceite debe ser de baja viscosidad y
viceversa, si es baja, se debe utilizar un aceite de alta viscosidad.
Carga: Para cargas ligeras la viscosidad del aceite debe ser baja y
para cargas altas el aceite debe ser de alta viscosidad.
Temperatura: es el factor que mas afecta la viscosidad de un aceite y
se deben utilizar aceites de alta viscosidad par altas temperaturas y de
baja viscosidad para bajas temperaturas.
En cualquier caso la combinacin de los tres factores anteriores el que
ms influye en la seleccin es la temperatura.
En la siguiente tabla se muestra la variacin de la viscosidad con la
velocidad, carga y temperatura.
RECOMENDACIONES Se debe tener en cuenta que el aceite o grasa no debe
ser seleccionado por nombres ni marcas, sino por sus caractersticas fsico qumicas, que son las que garantizan un trabajo continuo, uniforme y por ende eficiente.
El procedimiento a seguir para la seleccin si el fabricante no da ninguna recomendacin es el siguiente:
Buscar la informacin de la viscosidad y dems propiedades fsico qumicas del aceite, en el catlogo del fabricante del equipo.
Convertir la viscosidad del aceite a cSt o a SSU, a cualquier temperatura, por medio de las grficas descritas en esta norma.
Hallar el grado ISO del aceite por medio de un grfico que tenga en cuenta la viscosidad en cSt o en SSU y la temperatura en C o F.
Buscar en el catalogo del fabricante de los lubricantes el aceite requerido, teniendo en cuenta el grado ISO hallado, las propiedades fsico qumicas y el tipo de equipo que se va a lubricar.
Para determinar el tipo de grasa a usar y puesto que lo que lubrica de una grasa o un rodamiento es el aceite, debemos recordar nuevamente la regla bsica de seleccin de la viscosidad de un aceite en funcin de las variantes:
Grasas para rodamientos industriales
Velocidad alta Velocidad baja Carga elevada Carga ligera Temperatura elevada Temperatura baja
Menor viscosidad Mayor viscosidad Mayor viscosidad Menor viscosidad Mayor viscosidad Menor viscosidad
Condiciones operativas Viscosidad
DURACIN DE LOS ACEITES
COMO GUIA GENERAL, SI LA DURACIN DE UN
ACEITE SE ESPECIFICA COMO:
A 30 C - DURA 30 AOS
SU DURACIN SE REDUCE A LA MITAD POR CADA 10 C DE INCREMENTO DE SU TEMPERATURA.
Ej. A 40 C - DURA 15 AOS A 100 C - DURA 3 MESES
Recomendaciones
para manejar los
lubricantes
NO MEZCLAR GRASAS CON DIFERENTES ESPESANTES !
UNA GRASA
LTICA ...
...QUE SE MEZCLA CON
UNA GRASA SDICA ...
... RESULTA EN UNA GRASA
MS BLANDA QUE CADA UNA POR
SEPARADO ..
LA GRASA SE SALE Y ADEMS TIENE
UN LMITE MENOR DE TEMPERATURA
NO MEZCLAR ACEITES DE DIFERENTES VISCOSIDADES
NI DE DIFERENTES MARCAS!
UN ACEITE
OMALA 220...
(SHELL)
...QUE SE MEZCLA CON
UN ACEITE DTE 27 ...
(MOBIL)
... RESULTA EN UN ACEITE CON UNA
VISCOSIDAD MENOR Y CON UNAS
PROPIEDADES QUMICAS DIFERENTES
DEBIDO A LA REACCIN QUMICA QUE
OCURRE AL MEZCLAR ESTOS TIPOS DE
ACEITES
CUARTO DE LUBRICACION
Aceiteras
Grasera
Herramientas para la
lubricacin
Mano Aerosol Balde y embudo
Controles Visuales de
Lubricacin
DEJE SIEMPRE PARTE DEL
ALOJAMIENTO LIBRE PARA LA
GRASA QUE SALE DESPEDIDA
EN EL ARRANQUE
Lubricacin de Rodamientos
Un rodamiento no debe tener nunca demasiada cantidad de grasa, ya que la lubricacin excesiva puede fcilmente provocar sobre calentamiento
La norma general es que el rodamiento este completamente lleno de grasa y el espacio libre
del alojamiento este solo parcialmente lleno, ya que debe quedar espacio para la grasa que sale del rodamiento durante el funcionamiento.
DEPENDE DE LA CONDICIN DE TRABAJO CUANTA GRASA DEBEMOS COLOCAR EN EL ESPACIO LIBRE DEL ALOJAMIENTO
La cantidad de grasa en un rodamiento con bajas revoluciones y que no
esta expuesto a vibraciones puede ser suficiente con llenar la cavidad
del rodamiento y que el exceso de lubricante quede depositado en el
alojamiento de la caja.
En rodamientos expuestos a niveles de vibracin considerables la
cantidad de lubricante no debe exceder el 60% del espacio libre del
alojamiento.
Las grasa llamadas de llenado total permiten llenados de hasta el 90% del espacio libre del alojamiento , sin riesgo de aumento de temperatura. gracias a esto, se evita
con efectividad la entrada de impureza ( y daos ) en el rodamiento y , adems , se
pueden alargar los intervalos de relubricacin .
ALGUNOS CHUMACERAS VIENEN PROVISTOS DE UN SISTEMA PARA DOSIFICAR
UNA CANTIDAD DE GRASA Y REPONER ALGUNA DE SUS PROPIEDADES, LA
CANTIDAD DE GRASA DEPENDE DE LA VELOCIDAD, LA TEMPERATURA , Y LA
CARGA.
DISPOSITIVO DE ENGRASE
Esta cantidad calculada de grasa se debe adicionar en miles de horas de acuerdo a nomogramas, sin embargo es recomendable de acuerdo a la inspeccin, determinar si el estado de los sellos y las condiciones de contaminacin y temperatura sostenida, modificarn nuestro criterio de aplicacin, ya que de ser as, se deber aplicar cierta cantidad de bombazos en perodos cortos.
Sellos rotos
Cantidad de grasa a aplicar
En ningn caso se deber rebasar la capacidad de grasa que pueda admitir una chumacera, ya que se presenta el fenmeno de friccin fluida por exceso, lo cual la calentar y provocar el escurrimiento, adems de que atenta contra los sellos, ya que la presin que manejan los inyectores es del orden de las 2000 psi hasta 12000 psi o ms, dandolos de por vida.
2000 a 1200 psi
Cantidad de grasa a aplicar
Los reductores se pueden lubricar con grasa o aceite. El tipo de lubricante utilizado
debe tener las propiedades fsicas y qumicas adecuadas para que cumplan con
sus funciones.
Por regla general el fabricante recomienda el tipo de lubricante a ser utilizado.
Reductor con
aceite
Reductor con
grasa
Lubricacin de Reductores
visor de aceite
Todo reductor debe tener un visor que sirva para revisar el
nivel de aceite que hay dentro de l. Se debe mantener en
buenas condiciones de limpieza.
El nivel correcto en los reductores depende de el tipo de
reductor (sinfn corona piones) y la posicin de estos.
Lubricacin de Reductores
En las cajas reductoras el exceso o la falta del lubricante es muy perjudicial el
exceso produce un incremento de temperatura, la falta ocasiona un desgaste
prematuro de los piones
El aumento del nivel de
aceite produce incrementos
de temperatura ocasionando
la oxidacin del aceite
La falta de lubricante
va a producir un desgaste
ruptura en los piones
Lubricacin de Reductores
Cdigo de Colores para identificar
Lubricantes (Rtulos)
COMPONENTE FONDO NOMBRE PRODUCTO
REDUCTORES DE VELOCIDAD Blanco Rojo Omala 220
ACEITES HIDRAULICOS Verde Blanco Tellus 68
GRASA DE MULTIPROPSITO Crema Negro Alvania EP2
COMPRESORES TORNILLO Rojo Blanco Corena 68
Cdigo para identificar Frecuencias
Cada turno Diario
Semanal Quincenal
Mensual Bimensual
Trimestral Semestral
Anual
Controles Visuales de
Lubricacin Son una ayudas visuales que se colocan en los equipos para
ubicar los distintos puntos de lubricacin en los equipos
GEAR 629
ISO 220
GEAR 629
ISO 220
GEAR 629
ISO 220
DTE 24
ISO 32
DTE 24
ISO 32
DTE 24
ISO 32
UX EP 2
NLGI 2
THERM 603
ISO 220
UX EP 2
NLGI 2
UX EP 2
NLGI 2
THERM 603
ISO 220
THERM 603
ISO 220
DTE 24 ISO 32
1 GALON
PL 05
6 mes
Controles Visuales de
Lubricacin
GEAR 629 ISO 220
PL 05
6
mes
1 GALON
Controles Visuales de Lubricacin
UX EP 2 NLGI 2
3 BOMBAZOS
Controles Visuales de
Lubricacin
GEAR 629 ISO 220
GALON
Controles Visuales de
Lubricacin
CARTAS DE LUBRICACIN
Cmo se deben manejar los aceites
usados? Seleccionar un recipiente limpio para almacenar
todo el lubricante que se va a reemplazar
El lubricante se debe depositar en un tanque auxiliar que al lado de la bomba de descarga de crudo marcado como aceites usados.
Nunca se deben depositar los lubricantes en los desages.
Las estopas y dems utensilios se deben depositar en la basura de las calderas
Resumen o Siempre que una superficie se desliza sobre otra existe una
fuerza que se opone al movimiento llamada FRICCIN y existen varias clases de friccin SLIDA, FLUIDA Y RODAMIENTO.
o La friccin se puede reducir de varias formas:
Puliendo las superficies
Interponiendo un lubricante
Cambiando el desplazamiento por rodamiento
o La VISCOSIDAD es la FUERZA que opone un liquido a fluir libremente y es la caracterstica mas importante de los aceites.
Resumen Los factores que afectan la lubricacin son
o La temperatura
o La velocidad
o La carga
EXISTEN VARIAS CAPAS LUBRICANTES
CAPA LMITE ocurre cuando el espesor de la pelcula es igual al espesor de una molcula individual del aceite
HIDRODINMICA ocurre cuando las superficies quedan separadas por una pelcula coherente de lubricante .
Beneficios de una correcta
lubricacin
o MAYOR PRODUCCIN CONTINUA
o MENOR COSTO POR MANTENIMIENTO
o REDUCCIN DEL CONSUMO DE
ENERGIA
o BAJOS COSTOS DE LUBRICACIN
MEDICIONES ESPECIALIZADAS:
Son realizadas por personal especializado
y con equipo especializado, estn
enfocadas al mantenimiento preventivo y
predictivo.
En este tipo de anlisis encontramos :
Anlisis fisicoqumico de aceites
Conteos de partculas
Espectrofotometra
Medidas vibracionales
Termometra
SERVICIO DE ANALISIS DE
ACEITE
LIMITES CONDENATORIOS DE LOS ACEITES.
COMPONENTE / % % % % % Visc. Visc
ELEMENTO Fe Cr Pb Cu Sn Al Ni Sb Zn Mn Si B Ag Na Hollin Oxi Nitra Sulf Agua 40 C 100 C
BOMBA DE LODOS 0.35 0.3
CAJA AUTOMATICA 100 10 50 100 50 20 20 0.3 0.2 Fuera grado
COMPRESOR 50 10 20 40 15 20 0.3 0.3
DIFERENCIALES 750 10 100 400 30 50 10 25 10 75 10 50 0.35 0.3 Fuera grado
FRENOS HUMEDOS 100 5 75 10 20
HIDRAULICOS 75 10 20 50 10 50 5 5 5 20 20 75 0.15 0.2 Fuera grado
MANDO FINAL 350 5 11 8 30 0.12 0.08 0.3 +25%
MOTOR DE AVION / PISTON 5 10 3 10 10 10 0.15 0.1 0.15 0.2 Fuera grado
MOTOR DIESEL 2T 140 15 100 25 25 15 20 0.7 0.3 0.3 0.45 0.2 +25% -10%
MOTOR DIESEL 4T ELECTRONICO 100 40 100 40 20 40 20 0.2 0.3 0.3 0.3 0.2 +35% -25% +25%
MOTORES A GAS 100 40 40 40 40 40 10 0.7 0.3 0.35 0.45 0.1 +50% +25%
MOTORES A GASOLINA 100 40 40 40 20 40 20 0.7 0.3 0.3 0.45 0.2 +50% -25% +35%
MOTORES DIESEL COMERCIALES 100 40 100 40 20 40 20 20 50 0.7 0.3 0.3 0.45 0.2 +35% -25% +25%
MOTORES DIESEL FERROCARRIL 100 20 100 100 20 20 10 10 40 2 100 0.7 0.3 0.3 0.45 0.2 +25% -15% +10%
MOTORES ESTACIONARIOS 100 40 100 40 40 40 20 0.7 0.3 0.3 0.45 0.2 +35% -25% +25%
REDUCTORES INDUSTRIALES 500 10 300 300 200 100 20 10 10 40 20 75 0.35 0.3 +25% -10% Fuera grado
SERVOTRANSMISION 100 5 75 10 20
SISTEMA DE REFRIGERACION 50 10 20 40 15 10 20 0.1 0.2 Fuera grado
SISTEMA TERMICO 0.1 0.15 0.2 +25% -10%
TRANSMISIONES (CAJAS) 500 10 300 300 20 100 20 10 10 40 20 75 0.35 0.3 Fuera grado
TURBOGENERADORES 50 10 20 40 15 20 0.1 0.2 Fuera grado
LIMITES CONDENATORIOS DE LOS ACEITES
HISTORIALES DE MEDICIONES
1. EQUIPO: HORNO N 12
COMPONENTES: CHUMACERAS EXTRACTORES
ELEMENTO VARIABLES FECHA
12/04/2003 26/04/2003 12/05/2003 03/06/2003 26/06/2003
ZONA 1 TEMPERATURA (C) 78 81.5 79.5 78 83.5
SEE 12 3 0 2 22
RODAMIENTO VIBRACIN
(mm/seg)
Vert 1.2 2 1.6 1.3 3.8
NORTE Horiz 2 3 2.7 3.5 8.5
ZONA 1 TEMPERATURA (C) 76 76.5 77.5 73.5 90
SEE 0 0 0 0 0
RODAMIENTO VIBRACIN
(mm/seg)
Vert 1.7 3.1 2.5 4.4 6.6
SUR Horiz 2 2.9 2.5 4.6 6.7
DIAGNSTICO
Recopila y analiza la informacin tomada
en los tres niveles de inspeccin, y con la
ayuda de historiales de la mquina y/o
componente.
Su objetivo es establecer la causa de la
falla (o futura falla), para tomar las
medidas del caso
COSTOS DEBIDOS A LA
LUBRICACIN
FACTORES QUE INCIDEN EN LA
GESTION Y REALIZACION DE LA
LUBRICACION
Compra de lubricantes de baja calidad.
Contaminacin por almacenamiento y manejo deficiente.
Mezcla con otros productos.
Aplicacin errnea del lubricante.
Sobre lubricacin.
Poca lubricacin
Carencia de modelos o de procedimientos estandarizados en la tarea de lubricacin.
Programacin y control de las rutinas de lubricacin.
Capacitacin de lubricadores (Falta de entrenamiento).
S T L E
Estudios avalados por la STLE (Asociacin de Tribologa e Ingenieros de lubricacin), establecen que:
Ms del 50% del desgaste de rodamientos son causados por lubricacin deficiente.
80% del desgaste es causado por la contaminacin del lubricante.
30% de los lubricantes son cambiados cuando an pueden seguir trabajando.
FORMULA PARA CALCULAR LA
VISCOSIDAD
F/A
n= V/h
Donde: F= Fuerza A= Area V= Velocidad Lineal h= Espesor de la pelcula n= Viscosidad
Unidad de Viscosidad
Los lubricantes no son producto de la era industrial. tienen antepasados.
Desde hace varios miles de aos la lucha contra el rozamiento se ha
llevado a cabo. Comenz desde que el hombre necesito mover objetos
voluminosos
La grasa animal y la pasta
de babosa se usaron
como lubricantes
El aceite de oliva
se empleaba en
cojinetes
Resea Histrica
Top Related