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Que es viscosidad

Enviado por luisanibal1980



Indice
1. Que es Viscosidad.
2. Clasificación y especificación de los lubricantes.
3. Cuantos tipos de grasas industriales, existen y para que tipo de rodamientos pueden servir.
4. Conclusión
5. Bibliografía.

1. Que es Viscosidad.

La viscosidad es la principal característica de la mayoría de los productos lubricantes. Es la medida de la fluidez a determinadas temperaturas.
Si la viscosidad es demasiado baja el film lubricante no soporta las cargas entre las piezas y desaparece del medio sin cumplir su objetivo de evitar el contacto metal-metal.
Si la viscosidad es demasiado alta el lubricante no es capaz de llegar a todos los intersticios en donde es requerido.
Al ser alta la viscosidad es necesaria mayor fuerza para mover el lubricante originando de esta manera mayor desgaste en la bomba de aceite, además de no llegar a lubricar rápidamente en el arranque en frio.
La medida de la viscosidad se expresa comúnmente con dos sistemas de unidades SAYBOLT (SUS) o en el sistema métrico CENTISTOKES (CST).
Como medida de la fricción interna actúa como resistencia contra la modificación de la posición de las moléculas al actuar sobre ellas una tensión de cizallamiento.
La viscosidad es una propiedad que depende de la presión y temperatura y se define como el cociente resultante de la división de la tensión de cizallamiento (t ) por el gradiente de velocidad (D).
m =t / D
Con flujo lineal y siendo constante la presión, la velocidad y la temperatura.
Afecta la generación de calor entre superficies giratorias (cojinetes, cilindros, engranajes). Tiene que ver con el efecto sellante del aceite. Determina la facilidad con que la maquinaria arranca bajo condiciones de baja temperatura ambiente.

el agua.

Intervalos de viscosidad permisibles para las clasificaciones de lubricantes de las SAE

Intervalo de Viscosidades (centistokes)a 

A 0o F

A 210o F

Tipo de lubricante 
 
 

Número de viscosidad
SAE

Mínimo
 
 

Máximo
 
 

Mínimo
 
 

Máximo
 
 

Carter del cigüeñal

5W
10W
20W
20
30
40
50

 
1300
2600
 
 
 
 

1300
2600
10500
 
 
 
 

3.9
3.9
3.9
5.7
9.6
12.9
16.8

 
 
 
9.6
12.9
16.8
22.7

Trasmisión y eje

75
80
90
140 
250

 
15000
 
 
 

15000
100000
 
 
 

 
 
75
120
200

 
 
120
200
 

Fluído de transmisión 
automática

Tipo A

39b

43b

7

8.5

Índice de Viscosidad
Los cambios de temperatura afectan a la viscosidad del lubricante generando así mismo cambios en ésta, lo que implica que a altas temperaturas la viscosidad decrece y a bajas temperaturas aumenta. Arbitrariamente se tomaron diferentes tipos de aceite y se midió su viscosidad a 40*C y 100*C, al aceite que sufrió menos cambios en la misma se le asignó el valor 100 de índice de viscosidad y al que varió en mayor proporción se le asignó valor 0 (cero) de índice de viscosidad. Luego con el avance en el diseño de los aditivos mejoradores del índice de viscosidad se logró formular lubricantes con índices mayores a 100.

2. Clasificación y especificación de los lubricantes.

La lubricación es básica y necesaria para la operación de casi todas las maquinarias. Sin lubricación, casi todas las maquinarias no funcionan, o si funcionan lo hacen por poco tiempo antes de arruinarse. Por más ilógico que parezca, lubricación es en general una faceta ignorada por el dueño "típico" de un vehículo.
De todas maneras, lo que nos interesa a nosotros es mejorar el rendimiento, reducir el consumo, y alargar la vida de los componentes de nuestra maquinaria que dependen de lubricación.
Por suerte, si sabes buscar hay productos buenos, especialmente con la nueva tecnología de aditivos. Ojo que los hay buenos y malos; los malos no dañan el motor, pero tampoco ayudan…son una pérdida de dinero. Los buenos, son a veces buenos, y a veces buenísimos.
Hay algunos buenos que también son malos…cómo es eso? Así: hay algunos aceites penetrantes para aflojar tuercas oxidados que ayudan para eso, pero lo que el fabricante no te dice es que son aceites ácidos, que si los dejas ahí, ayudan a la futura corrosión y óxido, haciendo la extracción de la tuerca mucho más difícil la próxima vez

Teoría de la Lubricación
La industria de lubricantes constantemente mejora y cambia sus productos a medida que los requerimientos de las maquinas nuevas cambian y nuevos procesos químicos y de destilación son descubiertos.
Los lubricantes son materiales puestos en medio de partes en movimiento con el propósito de brindar enfriamiento (transferencia de calor), reducir la fricción, limpiar los componentes, sellar el espacio entre los componentes, aislar contaminantes y mejorar la eficiencia de operación.

Por ejemplo, los lubricantes desempeñan también la función de "selladores" ya que todas las superficies metálicas son irregulares (vistas bajo microscopio se ven llenas de poros y ralladuras –VER IMÁGENES-) y el lubricante "llena" los espacios irregulares de la superficie del metal para hacerlo "liso", además sellando así la "potencia" transferida entre los componentes. Si el aceite es muy ligero (baja viscosidad), no va a tener suficiente resistencia y la potencia se va a "escapar"…si el aceite es muy pesado o grueso (alta viscosidad), la potencia se va a perder en fricción excesiva (y calor). Si el aceite se ensucia, actuará como abrasivo entre los componentes, gastándolos.

Otro ejemplo: los lubricantes también trabajan como limpiadores ya que ayudan a quitar y limpiar los depósitos producidos por derivados de la combustión (una especie de carbón que es una mezcla de combustible quemado, agua y productos de la descomposición del lubricante mismo). Si el aceite es muy ligero, no va a poder limpiar lo suficiente y no proveerá aislamiento de esta "basura"; si es muy pesado se va a mover muy despacio y no va a poder entrar en los lugares más ajustados. El aceite sucio, sea pesado o ligero, simplemente seguirá agregando "basura", sin ayudar a la limpieza. El aceite "justo" va a ayudar a remover la "basura" y mandarla al filtro. En general la función limpiadora del lubricante es ayudada con un filtro, para que el aceite pueda retornar (limpia, una vez que pasó por el filtro) a limpiar una vez más las superficies bajo presión y fricción.

Otro uso de lubricantes es para impartir o transferir potencia de una parte de la maquinaria a otra, por ejemplo en el caso de sistemas hidráulicos (bomba de dirección, etc). No todos los lubricantes sirven para esto y no todos los lubricantes deben cumplir esta función.
Los lubricantes también contribuyen al enfriamiento de la maquinaria ya que acarrean calor de las zonas de alta fricción hacia otros lados (radiadores, etc) enfriándola antes de la próxima pasada.

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

La Lubricación Limítrofe ocurre a baja velocidad relativa entre los componentes y cuando no hay una capa completa de lubricante cubriendo las piezas. Durante lubricación limítrofe, hay contacto físico entre las superficies y hay desgaste. La cantidad de desgaste y fricción entre las superficies depende de un número de variables: la calidad de las superficies en contacto, la distancia entre las superficies, la viscosidad del lubricante, la cantidad de lubricante presente, la presión, el esfuerzo impartido a las superficies, y la velocidad de movimiento. Todo esto afecta la lubricación limítrofe.
La mayor cantidad del desgaste ocurre al prender el motor. Esto sucede por la baja lubricación limítrofe, ya que el aceite se ha "caído" de las piezas al fondo del cárter…produciendo contacto de metal-a-metal. Una vez que arrancó el motor, una nueva capa de lubricante es establecida con la ayuda de la bomba de aceite a medida que los componentes adquieren velocidad de operación.

En algún momento de velocidad crítica la lubricación limítrofe desaparece y da lugar a la Lubricación Hidrodinámica. Esto sucede cuando las superficies están completamente cubiertas con una película de lubricante.
Esta condición existe una vez que una película de lubricante se mantiene entre los componentes y la presión del lubricante crea una "ola" de lubricante delante de la película que impide el contacto entre superficies. Bajo condiciones hidrodinámicas, no hay contacto físico entre los componentes y no hay desgaste. Si los motores pudieran funcionar bajo condiciones hidrodinámicas todo el tiempo, no habría necesidad de utilizar ingredientes anti-desgaste y de alta presión en las fórmulas de lubricantes. Y el desgaste sería mínimo!
La propiedad que más afecta lubricación hidrodinámica es la viscosidad. La viscosidad debe ser lo suficientemente alta para brindar lubricación (limítrofe) durante el arranque del motor con el mínimo de desgaste, pero la viscosidad también debe ser lo suficientemente baja para reducir al mínimo la "fricción viscosa" del aceite a medida que es bombeada entre los metales (cojinetes) y las bancadas, una vez que llega a convertirse en lubricación hidrodinámica. Una de las reglas básicas de lubricación es que la menor cantidad de fricción innecesaria va a ocurrir con el lubricante de menor viscosidad posible para cada función específica. Esto es que cuanto más baja la viscosidad, menos energía se desperdicia bombeando el lubricante.

Por ejemplo, los locos que corren los "Dragsters" de NHRA y IHRA en el cuarto de milla en los Estados Unidos (USA) le ponen aceite del "SAE 0" ó "SAE 5", pues reduce la fricción interior del motor, dándoles máxima potencia (pero alto desgaste, ya que la viscosidad es demasido baja). Ellos quieren la mayor cantidad de HP, y no les importa si hay desgaste, ya que desarman el motor después de cada carrera.
La Lubricación Mezclada es exactamente eso: una mezcla inestable de lubricación limítrofe e hidrodinámica. Por ejemplo, cuando enciendes el motor (o cuando arranca un componente, si es otro equipo), la velocidad de los componentes aumenta velozmente y por una pequeña fracción de segundo se produce lubricación mezclada. En otras situaciones, cuando el esfuerzo y la velocidad de los componentes varía ampliamente durante el uso (durante manejo en montaña o en tráfico, por ejemplo) la temperatura puede hacer que el lubricante se "queme" más rápido y que así la lubricación hidrodinámica sea difícil de adquirir (ya que el lubricante ha perdido el beneficio de ciertos aditivos que se "quemaron"), dejando así el motor trabajando en una condición de lubricación mezclada, que producirá más desgaste.

Por ejemplo, mucha gente anda en un cambio (velocidad) más alto que el que deben usar, cosa que causa pocas vueltas de motor, y tal vez menor consumo, pero aumenta el desgaste tremendamente. ¿Cómo es eso? Supongamos que un motor viene en 3ra a 3.000 rpm, o en 4ta a 2.000 rpm y que el vehículo se acerca a una pendiente o cuesta…el conductor decide dejarlo en 4ta para subir…el motor empieza a trabajar más duro (mayor esfuerzo) para subir…la temperatura interior y el esfuerzo interno del motor aumenta, pero las revoluciones (que se reflejan en el tacómetro) del motor no…el aceite se calienta, la fricción aumenta (fíjense en la cantidad de aceite en medio del carril en la ruta en el lado de la subida de una pendiente... y verán, pero NO en el lado de la bajada)…¿por qué?, porque el motor levanta presión, temperatura y fricción en la subida, y no en la bajada. Al aumentar el esfuerzo, sería lógico aumentar la cantidad de aceite que pasa por cada superficie bajo fricción, pero al dejar el motor en 4ta, las revoluciones siguen siendo 2.000, como en la recta antes de la subida, por más que el esfuerzo del motor es mucho mayor en la subida y para mantener buena lubricación se necesitarían más revoluciones en el motor…¿qué se debería de hacer...bajarle un cambio o velocidad!. Se debe aumentar las revoluciones para que la bomba de aceite pueda mandar más lubricante sobre los componentes bajo mayor fricción!

Es más o menos así:
         Si dejas la lubricación constante (al dejarlo en pocas revoluciones) pero aumentas el esfuerzo del motor, aumentarás el desgaste.
         Si aumentas el esfuerzo, entonces aumenta las revoluciones del motor (bajándole un cambio de la caja de velocidades) para aumentar la lubricación, ya que al levantar vueltas, aceleras la bomba de aceite!
Esto es un ejemplo de lubricación hidrodinámica perdiendo efecto y convirtiéndose en lubricación mezclada (de alto desgaste de componentes). Lo bueno es que las subidas no son eternas , así que ningún motor trabaja en condiciones de lubricación mezclada 100% del tiempo, si no, no duraría mucho.
No voy a hacer distinciones entre los diferentes tipos de baleros, ya que una vez que el aceite llega a la condición de lubricación hidrodinámica se convierte en el tercer elemento físico del balero, agarrado "en sandwich" entre las superficies, impartiendo sus características a la ecuación de fricción de deslice y fricción rotatoria; de hacerlo dificultaría entender las cosas aún más…

Cambios en los Requerimientos de los Lubricantes
En los últimos años, los fabricantes han empezado a especificar lubricantes para uso normal que son mucho más ligeros (de más baja viscosidad) que los que se usaban antes. Esto se debe en parte a un intento a reducir el consumo de la fricción innecesaria creada por lubricantes pesados.
En algunos casos, las partes en movimiento nunca salen de condiciones de lubricación limítrofe. Esto sucede por que no hay forma de mantener la película de lubricante o por el tipo de movimiento de las partes, que no es continuo. Buenos ejemplos son las rótulas, la dirección, y la lubricación que ocurre entre las muelles. En estos casos, para separar los componentes se necesita un lubricante más "grueso" y "pegajoso", como las grasas, o incluso a veces lubricantes secos, como los que se utilizan entre las muelles de algunos vehículos.

Este tipo de lubricantes son necesarios en estos casos para reducir (minimizar) el desgaste creado por las partes en movimiento que nunca salen de condiciones de lubricación limítrofe.

Principios de Selección de los Lubricantes
La regla general es más o menos así: "usar la viscosidad mínima necesaria para proveer lubricación limítrofe durante el "arranque" (o en el caso de piezas que no son motores, al moverse por primera vez cada vez que se usa) y a la vez de una viscosidad máxima necesaria para no contribuir con fricción y pérdidas de potencia (en forma de calor y desgaste) innecesarias"
La elección de lubricantes nunca es fácil, y siempre requiere compromisos. Por ejemplo, un lubricante más grueso (viscoso) puede cubrir las superficies de un rodamiento y probablemente se va a "quedar" en el rodamiento más fácilmente, pero a la vez va a generar más fricción, más temperatura y más presión. Pero en un motor viejo, uno a veces usa aceite un poco más pesado (viscoso) que lo normal para reducir las pérdidas (para que queme menos aceite), sabiendo que generará más fricción y va a levantar más temperatura. El problema es que si el lubricante es MUY pesado, te trae problemas de arranque.

Estructura Básica de los Lubricantes
La mayoría de los lubricantes son derivados de hidratos de carbono (hidrocarburos). Hay lubricantes basados en otras químicas, pero en general son para usos muy especializados, donde lubricantes comunes no se pueden usar.
La materia prima para lubricantes puede ser derivada de grasas y aceites animales, vegetales o aceites crudas (petróleo
Sea el tipo de lubricante que sea, siempre se empieza con la "base". La base se prepara con un proceso de refinado. El refinado es una especie de destilación de elementos componentes de la materia prima que son evaporados a distintas temperaturas y condensados en distintos receptáculos. A este lubricante básico se le agregan aditivos antioxidantes y anticorrosivos.

Estos aditivos son absolutamente necesarios en todos los lubricantes base o básicos para brindar resistencia a la corrosión a los metales con los que el lubricante va a estar en contacto y resistencia a la oxidación para el lubricante mismo. La oxidación es muy común entre los aceites, y es fácilmente reconocida, por ejemplo, en la cocina de casa (la manteca y otras cosas que contienen aceite y se ponen rancias). Todos los lubricantes base eventualmente se oxidan y se degradan. Esto es lo que hace que la grasa vieja se oscurezca y se endurezca. Los aditivos son importantísimos y esenciales para brindar durabilidad y consistencia a los lubricantes.
Una vez que el lubricante base ha sido combinado con los dos aditivos mencionados anteriormente (anti-óxido y anti-corrosión), cosa que se hace inmediatamente después de refinarse, se la agrega un segundo "paquete" de aditivos. Este paquete provee a cada lubricante sus características. Lo que es interesante saber es que la materia prima afecta la calidad final tanto como cada uno de los aditivos que integran la mezcla. Una materia prima de baja calidad va a pasar los requerimientos legales para la venta, pero se va a degradar mucho más rápido que un lubricante hecho con los mismos aditivos pero con una mejor materia prima. A su vez, una buena materia prima combinada con aditivos de baja calidad va a producir un lubricante que no posee todo su "potencial".

Principios de Lubricación
Debido a las presiones extremas que se desarrollan en engranajes y rodamientos, y la incapacidad de los lubricantes convencionales de petróleo para lubricar adecuadamente estas partes, es necesario fortificar los aceites y las grasas con diversos componentes que aumenten la capacidad de carga de los lubricantes. La mayoría de las compañías usan químicos para lograr esto. A pesar de que estos químicos aumentan temporalmente la resistencia a la carga, pueden convertirse en abrasivos que contrarrestan la capacidad deslizante del lubricante en sí. Cuando estos químicos entran en contacto con el agua y el calor, forman ácidos que atacan las partes movibles y sus bases de petróleo. Estos ácidos llegan a ser tan fuertes que pueden producir corrosión y desgaste a menos que el lubricante sea cambiado con frecuencia. La fricción causa que los lubricantes se deterioren y pierdan su habilidad de proteger y lubricar.
Algunos lubricantes derivan su capacidad de manejo de carga y capacidad deslizante de sus bases sintéticas y sólidos metálicos autolubricantes, que son química y térmicamente estables. Estos fortificadores metálicos o sólidos metálicos autolubricantes, están divididos en partículas micrónicas y submicrónicas, para luego ser científicamente suspendidas o mezcladas en aceites y grasas. Debido a que los aceites sintéticos o los hidroprocesados tienen una vida útil mayor, y gracias a la estabilidad de los sólidos metálicos, estos tipos de lubricantes no necesitan ser cambiados tan frecuentemente como los convencionales.

Uno de los sólidos metálicos más importantes contenido en estos lubricantes es el Disulfuro de Molibdeno (o MOLY) cuya formula química es: MoS2,. El Comité Nacional de Consejeros de Aeronáutica (USA) descubrió que el Disulfuro de Molibdeno, en su búsqueda de lubricantes para ser usados en aviación, plataformas de lanzamiento de cohetes y otras aplicaciones de alta temperatura y alta carga, tenía uno de los más altos niveles de lubricidad que cualquier otra sustancia descubierta hasta la fecha."Hace rodar la carga" como si fuera un rodamiento.

Cuando una película completa de MoS2 se forma en una superficie, puede soportar cargas de hasta 500,000 PSI (libras por pulgada cuadrada). Su punto de goteo es de 1185 °C (2165 °F) y solamente es soluble en ácido sulfúrico, agua regia, y ácido clorhídrico. Estos factores hacen del Disulfuro de Molibdeno uno de los más eficientes lubricantes que se conocen....pero debe ser transportado a las superficies a ser lubricadas, por algún medio líquido (aceite básico) o pastoso (grasa).

 

 

 

 

3. Cuantos tipos de grasas industriales, existen y para que tipo de rodamientos pueden servir.

La grasa es un producto que va desde sólido a semilíquido y es producto de la dispersión de un agente espesador y un líquido lubricante que dan las prosperidades básicas de la grasa. Las grasas convencionales, generalmente son aceites que contienen jabones como agentes que le dan cuerpo, el tipo de jabón depende de las necesidades que se tengan y de las propiedades que debe tener el producto.

La propiedad más importante que debe tener la grasa es la de ser capaz de formar una película lubricante lo suficientemente resistente como para separar las superficies metálicas y evitar el contacto metálico.
Existen grasas en donde el espesador no es jabón sino productos, como arcillas de bentonita. El espesor o consistencia de una grasa depende del contenido del espesador que posea, puede fluctuar entre un 5% y un 35% por peso según el caso.
El espesador es el que le confiere propiedades tales como resistencia al agua, capacidad de sellar y de resistir altas temperaturas sin variar sus propiedades ni descomponerse.

Control de calidad
Pruebas que se realizan a las grasas
Prueba de extrema presión: Esta prueba se realiza para verificar la capacidad que tienen las grasas y los aceites para soportar carga. Consiste en colocar dos elementos metálicos giratorios en contacto y por el medio de ellos. El lubricante a prueba, aplicándoles una fuerza externa que se va aumentando proporcionalmente hasta que se frene los elementos metálicos. En ese momento se mide cuánta presión hay y el tipo de desgaste que se generó en la pieza.

Una grasa que tenga un aditivo de extrema presión debe superar las 150 lbf/ft presentando el más mínimo desgaste en las piezas.

Prueba de consistencia: La consistencia de las grasas se expresa de acuerdo con la cantidad de espesante y viene dada por la NLGI (National Lubricating Grease Institute) que las clasifica de acuerdo con la penetración trabajada. Para determinar ésta, se llena una vasija especial con grasa y se lleva a una temperatura de + 77oF (25oC). La vasija se coloca debajo de un cono de doble ángulo cuyo peso está normalizado (penetrómetro), la punta del cono toca apenas la superficie de la grasa, se suelta el cono y al cabo de cinco segundos se determina la profundidad a la cual ha penetrado el cono dentro de la grasa, se conoce como penetración y se mide en décimas de milímetro. La penetración es solamente la medida de la dureza a una temperatura específica.

La penetración de la grasa se puede dar en base a dos situaciones: Cuando ha sido trabajada y sin trabajar.
Penetración trabajada: Para determinar la penetración trabajada es necesario que la muestra de grasa haya sido sometida a 60 carreras dobles de un pistón, en un trabajador de grasa patrón Este consiste en un disco perforado (pistón) que al subir y bajar dentro del cilindro, hace que la grasa pase de un lado a otro, hasta completar 60 carreras dobles, en este momento se considera que se han simulado las condiciones a las cuales puede trabajar la grasa en una máquina después de un tiempo determinado. Posteriormente se le determina la consistencia en el penetrómetro.
Penetración no trabajada: Para la penetración no trabajada se toma una muestra de grasa, no se somete a ningún batido y se coloca cuidadosamente en el recipiente de prueba, luego se le determina la consistencia en el penetrómetro.

Las características más importantes son:
Ángulo del cono 90º
Ángulo de la punta 30º
Diámetro de cono 6.61 cm.
Peso del cono 102.5 gr.
La penetración se clasifica de acuerdo con la ASTM, (que es la lectura que da el Penetrómetro mostrado en la figura 2ª después de cinco segundos de penetración dentro de la muestra de grasa trabajada a + 77oF (25oC) y de acuerdo con la NLGI, que la da con un número que indica el cambio de consistencia (penetración) con las variaciones de temperatura (prueba no estandarizada).

Tabla 1. Clasificación ASTM y su equivalencia en la NLGI
Penetración trabajada NLGI
ASTM en mm/10 Número de consistencia

  1. 000
  1. 00
  1. 0
  1. 1
  1. 2
  1. 3
  1. 4
  1. 5
  1. 6
  • Prueba Almen: Una varilla cilíndrica gira dentro de un casquillo abierto, el cual se presiona contra aquella. Se añaden pesos de 0.9 Kg. en intervalos de 10 seg. y se registra la relación existente entre la carga y la iniciación del rayado.
  • Prueba Timken: Se presiona un anillo cilíndrico, que gira, sobre un bloque de acero durante 10 minutos y se registra la máxima presión de iniciación del gripado.
  • Prueba SAE: Se hacen girar dos rodillos a diferentes velocidades y en el mismo sentido. La carga se aumenta gradualmente hasta que se registre el fallo. En este caso hay combinación de rodamiento y deslizamiento.
  • Prueba Fálex: Se hace girar una varilla cilíndrica entre dos bloques de material duro y en forma de V, que se presionan constantemente contra la varilla, con una intensidad que aumenta automáticamente. La carga y el par totales se registran en los calibradores.
  • Punto de goteo: Es la temperatura a la cual la grasa pasa de su estado sólido a líquido. La prueba se realiza aumentando la temperatura de la grasa hasta que se empiece a cambiar de estado, en ese momento se toma la temperatura y se define su punto de goteo.

Aditivos empleados en las grasas lubricantes

  • Los aditivos más utilizados en la elaboración de las grasas son:
  • Agentes espesadores: Se utilizan para aumentar la adhesividad de las grasas a las superficies metálicas, con el fin de evitar que sean desplazadas con facilidad y retienen, además, los fluidos por absorción. Los más utilizados son los jabones metálicos y los polibutilenos.
  • Estabilizadores: Permiten trabajar las grasas a temperaturas más altas durante un mayor tiempo. Se utilizan principalmente los ésteres de ácidos grasosos.
  • Mejoradores del punto de goteo: Aumentan la temperatura del punto de goteo permitiendo que la temperatura máxima de trabajo se incremente sin que la grasa se escurra o descomponga. Se utilizan los jabones grasosos.
  • Agente antidesgaste: Reducen el desgaste de las superficies al evitar el contacto directo entre ellas. El más utilizado es el bisulfuro de dibensilo.
  • Inhibidor de la corrosión: Suspende la corrosión de las superficies metálicas si ésta ya se ha originado o la evita en caso de que, debido a las condiciones ambientales, se pueda presentar. Se utilizan el sulfonato de amoníaco y el dionil naftaleno.
  • Desactivador metálico: Impide efectos catalíticos en los metales con el fin de que las partículas que se han desprendido durante el movimiento de las superficies metálicas no se adhieran a éstas y ocasionen un gran desgaste. Se utiliza el mercaptobenzotiazolo.
  • Inhibidor de la oxidación: Impide la oxidación y descomposición de la grasa. Se usa el fenil-beta-naftilamino.
  • Materiales de relleno: Aumenta el volumen de la grasa, característica requerida para obtener una mejor distribución y aprovechamiento de la misma. Se utilizan los óxidos metálicos.
  • Agentes d extrema presión: Reducen la fricción permitiendo que la película lubricante soporte mayores cargas y las superficies se deslicen más fácilmente. Se utilizan las ceras clorinadas y los naftenatos de plomo.

Aceites y grasas con lubricantes sólidos.

Durante un desarrollo posterior de la tecnología de la lubricación se agregó a los lubricantes elementos sólidos como grafito y disulfuro de molibdeno ya mencionado (MoS2), que forman una capa protectora de bajo coeficiente de fricción. En este caso se intenta reducir el desgaste mediante deposición de partículas sólidas.

Este principio permite reducir el coeficiente de fricción mediante un aumento de la superficie de contacto y constituye una alternativa razonable tratándose de grasas y pastas. No obstante en el caso de lubricantes líquidos, si las partículas no tienen el tamaño adecuado puede ocurrir que las se separen por filtración o centrifugado o bien se depositen con el tiempo debido a su alto peso específico. Así, este tipo de lubricantes, si no están bien diseñados pierde la mayor parte de su eficacia.

Lubricación Industrial
En las plantas de procesamiento los rodamientos (baleros o cojinetes) y los engranes vienen a representar el 90% de las demandas de lubricación. Los rodamientos pueden subdividirse en planos y antifricción.
Los engranajes, a su vez, pueden ser de diferentes tipos: rectos, helicoidales, bi-helicoidales, biselados, de tornillo sinfín o hipoides. Cada uno de estos diferentes tipos de rodamientos y engranajes funciona de forma diferente y, en consecuencia, requiere una lubricación individual.
Después de examinar cuidadosamente el funcionamiento de cada uno de los cojinetes y engranajes anteriormente mencionados, puede hacerse una lista mínima de los lubricantes o aceites más adecuados para cada uno de ellos. La característica de contacto superficie con superficie de cada clase de rodamientos y engranajes sirve de ayuda a la hora de elaborar una lista de este tipo.

Rodamientos o cojinetes planos:
Consisten en dos superficies que se deslizan una contra otra. Por lo general, este tipo de rodamientos se lubrican con el aceite que mejor se acomode a la velocidad o a la carga del cojinete en cuestión.

Los aceites de mayor viscosidad se emplean, por lo general, para la lubricación de proceso directo con pequeños volúmenes de aceite, para la lubricación de arranque, y para la lubricación para cargas pesadas. Y, si las temperaturas rondaran la temperatura ambiente, los aceites de lubricación variarán.

RELACION TEMPERATURA - VISCOSIDAD

Condiciones de funcionamiento

Viscosidad del lubricante a 38ºC (100º F) (SSU)

Velocidad, rpm

Temperatura, ºC (ºF)

Inferior a 300

300 a 2.000

Superior a 2.000

Inferior a 300

300 a 2.000

Superior a 2.000

Inferior a 300

300 a 2.000

Superior a 2.000

Inferior a -7 (20)

Inferior a -7 (20)

Inferior a -7 (20)

-7 a 66 (20 a 150)

-7 a 66 (20 a 150)

-7 a 66 (20 a 150)

66 a 121 (150 a 250)

66 a 121 (150 a 250)

66 a 121 (150 a 250)

300*

150*

150*

600

300

150

1800

600

300

*El punto de fluidez del aceite deberá ser inferior a la temperatura de operación

El lubricante debería aplicarse a los cojinetes planos cuando:

- La velocidad es pequeña, las cargas son grandes y las temperaturas son elevadas. - La operación es intermitente y las holguras tienen un tamaño considerable.
- Las posiciones de las piezas son inaccesibles.
- Se contaminan fácilmente con el agua o la suciedad.
Debería tenerse en cuenta que la viscosidad y los aditivos no corrosivos del lubricante son muy importantes para la vida útil de los cojinetes planos.
Ejemplos de cojinetes lisos: (Half) Medio, (Solid) Sólido, (Split) Dividido, (Bearing) Cojinete (Shaft) Eje

Rodamientos o Cojinetes antifricción.-
Este grupo incluye a los cojinetes de tipo bola, de rodillos rectos, de rodillos cónicos, de empuje de bolas y de agujas. La elección de la grasa o aceite más adecuado para estos cojinetes se realiza en función del diámetro, la velocidad y la temperatura del cojinete.

  

TABLA DE INTERCAMBIABILIDAD PARA LOS COJINETES DE RODILLOS
(TIPO BOLA)

Tipo

SKF

Federal

MRC

Fafnir

New
Departure
Hyatt

Cojinete de bolas de una sola fila con camino profundo

Ranura de relleno de una sola hilera

Cojinete de bolas de una sola hilera y contacto angular

Cojinete de bolas de doble fila

Cojinete de rótulas

6200

6300

6400

200

300

7200-7200B

7300-7300B

7400-7400B

5200

5300

5400

1200

2200

2300

1200

1300

1200M

1300M

7200

7300

5200

5300

1200SA

2200SA

2300SA

200S

300S

400S

200M

300M

400M

7200-7200P

7300-7300P

5200

5300

5400

200K

300K

400K

200W

300W

400W

7200

7300

7400

5200

5300

5400

L-200

L-300

3200

3300

1200

1300

20200-30200

20300-30300

5200

5300

5400

Notas:

1. 200 es ligero, 300 es medio, 400 es pesado

2. New Departure Hyatt dispone de tres series de ángulos de contacto: la serie 20000 es baja, la H20000 es media y la serie 30000 es alta.

3. El subíndice P de MRC designa un ángulo elevado de contacto

4. Conclusión

Finalizado este trabajo investigativo se puede aseverar que:
a) La vida útil de un equipo depende de una adecuada lubricación.
b) Para cada equipo existe un lubricante específico.
c) Un buen lubricante depende del control de calidad que se le realice.
d) La reacción de saponificación es necesaria únicamente para la obtención de las grasas lubricantes, más no de los aceites.

5. Bibliografía.

  • Diseño de maquinas NORTON.
  • Diseño de maquinas FAYLES.

 

 

 

 

Autor:


Palate Gaybor Luis.


Universidad Estatal Península De Santa Elena
Facultad De Ingeniería Industrial
Diseño De Maquinas


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