2 Tribologia Industrial

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:

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 .


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.


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


grasa

Le dan la

consistencia

caracterstica de la

grasa y la

diferencian de un

aceite.


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 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.


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


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


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


Lubricacin

GEAR 629 ISO 220

PL 05

6

mes

1 GALON

Controles Visuales de Lubricacin

UX EP 2 NLGI 2

3 BOMBAZOS


Lubricacin

GEAR 629 ISO 220

GALON


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

Documents

2 Tribologia Industrial