Lubricación 4 ( Tipos De Lubricantes )

Sistema de lubricación llamado grasa puedes autosellante cumple su propósito para lubricar espesante para tener una mayor consistencia a partir de estos materiales se desarrollaron diferentes tipos de grasas o tipos de lubricantes el uso más común de la grasa el de lubricante de rodamientos de todo tipo las cuatro clases principales son cojinetes de aguja cojinetes de rodillos cónicos cojinetes de bolas y cojinetes de rodillos se utiliza una máquina especial para medir la viscosidad del engrasante. Propiedades fundamentales de la grasa y es consistenciay se miden mediante las especificación nlgi, ésta incluye 9 grados de consistencia desde semi fluido considerado como grado 0.0 Qué es un poco más viscoso que el aceite hasta el grado Más alto que es el número 6 Qué son grasas que parecen sólidas los grados de consistencia más utilizados en la industria son el uno dos y tres el grado 1 y 2 son más adecuados para cojinetes de trabajo moderado el grado 3 de grasa se utiliza cuando la temperatura es un poco más alta o él eje está trabajando verticalmente. Uno de los factores importantes en la grasa es el punto de gota Qué es el punto en donde la grasa se funde a una cierta temperatura. La temperatura es un factor importante para el uso de las grasas ya que la falta de oxígeno y la temperatura provocan oxidación en los rodamientos y esto a su vez provoca el endurecimiento de la grasa reduciendo la lubricación. A partir de esto se han desarrollado varios lubricantes y aditivos qué ayudan con las altas temperaturas. El agua es el principal factor que afecta a la grasa y a todo este tipo de lubricantes y aditivos ya que provoca corrosión y un desgaste en las piezas. Otra de las principales maneras de Cómo medir o tener un parámetro más sobre la grasa una máquina Isa vibraciones para ver la onda que produce una grasa ruidosa y una grasa silenciosa Qué es Cómo se determina diferencia entre la calidad de una grasa a otra. Otro de los ensayos que se vean realiza la grasa es para ver cuánto aditivo se llega a separar a una cierta temperatura expuesta. Todo esto sirve para determinar el tiempo En qué periodo realizar un cambio de grasa para para tener un mayor lapso de vida en las piezas.

Video Lubricación 3

Análisis de aceites en maquinaria

Para asegurar una lubricación confiable se requiere mantenimiento y pruebas de aceites en forma regular por lo cual el análisis de aceites es una parte importante en común el mantenimiento de la maquinaria dependiendo de la aplicación el analista de aceites enfrenta una gran variedad de problemas y modos de falla con síntomas específicos que requieren a su vez pruebas específicas en este programa usted aprenderá los pasos claves para establecer un análisis de aceites como parte de un mantenimiento basado en la condición incluyendo selección de máquinas y elaboración de un programa de pruebas de aceites cómo y cuándo tomar muestras tendencia de los datos diagnóstico e interpretación manejo de datos tecnología de automatización.

Selección de máquinas y pruebas

Los primeros pasos para desarrollar un programa de monitoreo de aceites son determinar a qué máquinas le sirve más el análisis y cuáles métodos de prueba y muestreo son más adecuados para cada aplicación de las máquinas dependiendo del equipo el jefe de mantenimiento tendrá que escoger entre dos estrategias muy diferentes del análisis de aceites monitoreo del comportamiento y monitoreo de la condición del aceite el monitoreo del comportamiento del aceite se enfoca en la vida útil restante obtenida de un análisis de las propiedades principales del aceite.

Esta técnica se usa para tomar muestras o cuando un gran número de máquinas son lubricadas desde un sistema común dependiendo del tipo de aceite un programa típico de pruebas de comportamiento deberá incluir un programa típico de pruebas de comportamiento deberá incluir viscosidad cinética índice de viscosidad.

Prueba con la bomba rotatoria numérico total a prueba de características de desgaste y análisis de partículas de desgaste el monitoreo de la condición del aceite se enfoca en los modos de falla críticos el método provee un aviso avanzado de los problemas midiendo directamente sus síntomas para ser aplicable para monitoreo de la condición una máquina debe cumplir los siguientes criterios:

Debe usar un sistema de lubricación a presión o por salpique.
Debe haber un tanque común con suficiente cantidad de aceite para poder tomar las muestras de él y las pruebas.

Video Lubricación 2

Análisis de Aceites

Desde el momento en que entra en una máquina en Operación comienza a degradarse también se contamina con desechos de desgaste y otras sustancias como agua combustible y suciedad para asegurar máxima confiabilidad del equipo el operario debe determinar que también funcionan sus lubricantes y si se está presentando contaminación de graduación o desgaste excesivo.

Estrategias de Análisis de aceites

El análisis de aceites empieza en la planta mezcladora del fabricante donde las mezclas de aceites nuevos son probadas periódicamente para control de calidad además los aceites nuevos deben ser probados y aprobados para la aplicación en la máquina determinada.

la mayoría de las pruebas de calificación de aceites son hechas por los fabricantes de aceites y de equipos en conjunto con los dueños de equipos y con laboratorios independientes aunque los aceites nuevos están aprobados para uso un gerente de equipo pueden requerir una prueba de aceptación para asegurar que los aceites nuevos despachados sean del tipo correcto y no tengan conflictos químicos con los aceites en existencia una vez el aceite es usado en una máquina se hacen pruebas periódicas para determinar si es usado en una máquina se hacen pruebas periódicas para determinar la condición del aceite y su conveniencia para uso continuo dependiendo de la estrategia de mantenimiento y la accesibilidad .

Para muestreo de rutina se usa por lo general una de dos estrategias de prueba para monitorear aceites usados estas son pruebas de rendimiento de aceites y pruebas de condición de aceite el monitoreo del rendimiento del aceite se enfoca en el análisis de las propiedades claves del aceite esto se hace cuando los intervalos de muestreo son muy largos para dar una indicación confiable de los modos de falla crítica del acceso para el muestreo de rutina no es adecuado donde no hay suficiente historia para una evaluación confiable de datos de prueba.

Video Lubricación 1

Aceite lubricante se refiere a toda clase de material lubricante que se aplica con algún fluido la mayoría de los aceites son brillantes, se sacan de la porción viscosa del aceite crudo que sobra después de remover el gasóleo y otros químicos ligueros a través de la destilación algunos aceites lubricantes son materiales sintéticos o hechos por el hombre son producidos combinando químicos individuales para formar una estructura molecular controlada de propiedades predecibles

Las funciones primarias de los aceites lubricantes son:

Soportar la carga.

Reducir la fricción y el desgaste.

Remover el calor.

Prevenir la corrosión.

El lubricante debe exhibir las siguientes propiedades adicionales:

Enfría las partes móviles al absorber y desechar el calor producido por la fricción prefiere el óxido y la corrosión las partes internas a sufrir una capa protectora que previene la oxidación neutraliza cualquier subproducto corrosivo que pueda formarse durante la operación del equipo.

Previene la formación de ciegos y barnices que puedan tapar las vías pequeñas al remover o suspender las partículas insolubles no se debe emulsionar fácilmente si se contamina con agua deben limitar la acción espumante del aire atrapado y debe retener sus propiedades durante trabajos arduos sin descomponerse una ubicación apropiada la película debe ser lo suficientemente gruesa para separar las superficies bajo cualquier condición de operación.

Existen 3 métodos básicos para mantener una película de aceite entre las partes móviles

lubricación hidrodinámica:

Cuando la película lubricante que soporta la carga se genera por la naturaleza discursiva del fluido y por el movimiento de las superficies de la máquina ésta se conoce como hidrodinámica.

lubricación astro hidrodinámica:

Cuando la presión que mantiene la película lubricante se genera por la carga entre las superficies de la máquina el modo de lubricación se conoce como el astro hidrodinámico.

lubricación limítrofe.

La lubricación por película fina no puede mantener una separación completa de las superficies de desgaste de una máquina en todo momento esto ocurre especialmente cuando la maquinaria se arranca o se apaga y cuando alquilaría como los engranajes que están diseñados para soportar cargas pesadas la superficie se lubrican con una fina capa química generada por la absorción de una auditiva de alta presión anti desgaste en la superficie este tipo de lubricación se conoce como lubricación limítrofe.

Nota: Un aceite lubricante reduce el desgaste de las partes de una máquina al mantener una película delgada de lubricante que separa las partes móviles y previene el contacto de metal a metal.

Lubricación

El propósito de la lubricación es la separación de dos superficies con deslizamiento relativo entre sí de tal manera que no se produzca daño en ellas: se intenta con ello que el proceso de deslizamiento sea con el rozamiento más pequeño posible. Para conseguir esto se intenta, siempre que sea posible, que haya una película de lubricante (gaseoso, líquido o sólido) de espesor suficiente entre las dos superficies en contacto para evitar el desgaste. El lubricante en la mayoría de los casos es aceite mineral. En algunos casos se utiliza agua, aire o lubricantes sintéticos cuando hay condiciones especiales de temperatura, velocidad, etc.

Objetivos y campos de aplicación

El objetivo de la lubricación es reducir el rozamiento, el desgaste y el calentamiento de las superficies en contacto de piezas con movimiento relativo. La aplicación típica en ingeniería mecánica es el cojinete, constituido por muñón o eje, manguito o cojinete.

Campos de aplicación:

• cojinetes del cigüeñal y bielas de un motor (vida de miles de Km.).

• cojinetes de turbinas de centrales (fiabilidad del 100%).

Los factores para considerar en diseño son técnicos y económicos:

• cargas aplicadas y condiciones de servicio.

• condiciones de instalación y posibilidad de mantenimiento.

• tolerancias de fabricación y funcionamiento; vida exigida y vida útil.

• costos de instalación y mantenimiento.

La lubricación por película fluida ocurre cuando dos superficies opuestas se separan completamente por una película lubricante y ninguna aspereza está en contacto. La presión generada dentro el fluido soporta la carga aplicada, y la resistencia por fricción al movimiento se origina completamente del cortante del fluido viscoso.

El espesor de la película lubricante depende en gran parte de la viscosidad del lubricante tanto en el extremo alto como bajo de la temperatura.

Superficies Concordantes

Las superficies concordantes se ajustan bastante bien una con otra con un alto grado de conformidad geométrica, de manera que la carga se transfiere a un área relativamente grande.

Por ejemplo, el área de lubricación para una chumacera será de 2π por el radio por la longitud. El área de la superficie que soporta una carga permanente generalmente constante mientras la carga se incrementa.

Chumacera y manguito

La chumacera con lubricación de película fluida representada en la figura 1 y los cojinetes deslizantes tienen superficies concordantes. En las chumaceras la holgura radial entre el cojinete y el manguito es por lo general la milésima parte del diámetro del cojinete; en los cojinetes deslizantes la inclinación de la superficie de estos respecto al rodillo de rodadura suele ser muy rara. Un ejemplo de superficie concordante es la junta de la cadera del ser humano.

Superficies no Concordantes

Muchos elementos de máquinas lubricados por una película fluida tienen superficies que no concuerdan entre sí. Entonces un área pequeña de lubricación debe soportar todo el peso de la carga.

Por lo general el área de lubricación de una conjunción no concordante es 3 veces menor que la magnitud que la de una superficie concordante. El área de lubricación entre superficies no concordantes se agranda bastante con el incremento de carga; pero aun así es más pequeña que el área de la lubricación entre las superficies concordantes.

Ejemplos de superficies no concordantes son el acoplamiento de los dientes de un engranaje,

el contacto entre levas y seguidores, y también los cojinetes de elementos rodantes.

Representación de superficies no concordantes

Tipos de lubricación, Lubricación Hidrodinámica

Tenemos cuatro tipos básicos de lubricación y estos se desarrollan a continuación. La lubricación hidrodinámica se caracteriza en superficies concordantes con una lubricación por película fluida. En este tipo de lubricación las películas son gruesas de manera que se previene que las superficies sólidas opuestas entren en contacto. Con frecuencia se la llama la forma ideal de lubricación, porque proporciona baja fricción y alta resistencia al desgaste. La lubricación de las superficies sólidas se rige por las propiedades físicas del volumen del lubricante, especialmente de la viscosidad; por otra parte, las características de fricción se originan puramente del cortante del lubricante viscoso.

Una presión positiva se desarrolla en una chumacera o en un cojinete de empuje lubricados ambos hidrodinámicamente, porque las superficies del cojinete convergen, y su movimiento relativo y la viscosidad del fluido separan las superficies. La existencia de una presión positiva implica que se soporta la aplicación de una carga normal.

Generalmente la magnitud de la presión que se desarrolla es menor que 5 Mpa y no es lo suficientemente grande para causar una deformación elástica significativa en las superficies. En un cojinete lubricado hidrodinámicamente el espesor mínimo de la película es función de la carga normal que se aplica W, de la velocidad ub, de la viscosidad absoluta del lubricante η0 y de la geometría (Rx y Ry). se representa características de la lubricación hidrodinámica. El espesor mínimo de película hmin como una función ub y W para el movimiento deslizante se obtiene mediante la ecuación 1:

Donde el espesor mínimo de la película normalmente excede 1 µm.

Tipos de lubricación, Lubricación Hidrodinámica

Tenemos cuatro tipos básicos de lubricación y estos se desarrollan a continuación.

La lubricación hidrodinámica se caracteriza en superficies concordantes con una lubricación por película fluida. En este tipo de lubricación las películas son gruesas de manera que se previene que las superficies sólidas opuestas entren en contacto. Con frecuencia se la llama la forma ideal de lubricación, porque proporciona baja fricción y alta resistencia al desgaste.

La lubricación de las superficies sólidas se rige por las propiedades físicas del volumen del lubricante, especialmente de la viscosidad; por otra parte, las características de fricción se originan puramente del cortante del lubricante viscoso.

Donde el espesor mínimo de la película normalmente excede 1 µm.

Lubricación hidrodinámica

Lubricación Elastohidrodinámica (EHL)

Este es un tipo de lubricación que desde su descubrimiento por los profesores británicos

La lubricación EHL se presenta en mecanismos en los cuales las rugosidades de las superficies de fricción trabajan siempre entrelazadas y nunca llegan a separarse. En la lubricación EHL la lubricación límite es permanente, o sea que no hay mucha diferencia entre las condiciones de lubricación en el momento de la puesta en marcha del mecanismo y una vez que este alcanza la velocidad nominal de operación.

Lubricación Marginal

En la lubricación marginal los sólidos no están separados por el lubricante, los efectos de la película fluida son insignificantes y existe un contacto de las asperezas importante. El mecanismo de lubricación por contacto se rige por las propiedades físicas y químicas de las películas delgadas de superficie de proporciones moleculares. Ilustra las condiciones de película fluida en la lubricación marginal. 5 se muestra el comportamiento del coeficiente de fricción en los diferentes regímenes de lubricación.

El coeficiente de fricción medio se incrementa hasta un total de tres veces más al pasar del régimen hidrodinámico, al elastohidrodinámico, al marginal y al sin lubricación.

Condiciones de película que se requieren para la lubricación

a) lubricación por película fluida: superficies separadas por la masa principal de la película lubricante;

b) lubricación mixta; tanto la masa principal del lubricante como la película marginal tienen una función;

c) lubricación marginal: el desempeño depende esencialmente de la película marginal.

Diagrama de barras que muestra los coeficientes de fricción para varias condiciones de lubricación

muestra la tasa de desgaste en los varios regímenes de lubricación determinada por la carga de operación. En los regímenes hidrodinámicos y elastohidrodinámicos existe poco o ningún desgaste pues no hay contacto de asperezas. En el régimen de lubricación marginal, el grado de interacción de asperezas y la tasa de desgaste se incrementan a medida que la carga aumenta. La transición de lubricación marginal a una condición no lubricada se distingue por un cambio drástico en la tasa de desgaste.

A medida que se incrementa la carga relativa en el régimen no lubricado la tasa de desgaste se incrementa hasta que se presentan estrías o cuando ocurre el agarrotamiento y el elemento de maquina ya no opera adecuadamente. La mayoría de las maquinas no operan por mucho tiempo sin alguna lubricación con la consecuencia inmediata de una falla de los elementos involucrados.

La lubricación marginal se utiliza en los elementos de máquinas con cargas pesadas y bajas velocidades de operación, donde es difícil obtener una lubricación por película fluida.

Como ejemplo clásico tenemos el funcionamiento de las bisagras de las puertas que utilizan esta lubricación.

Rapidez del desgaste para varios regímenes de lubricación

Lubricación Mixta

En lubricación mixta el desgaste y el consumo de energía dependen tanto de las características de la película límite como de la resistencia a la cizalladura de la película fluida y de su estabilidad. La interacción parcial ocurre entre una o más capas moleculares de películas de lubricación marginal. La acción parcial de la lubricación de película fluida se desarrolla en el volumen del espacio entre los sólidos.

REFERENCIAS

Linares, O. (2010). Generalidades de la Tribología Fundamentos de la Lubricación, Fricción y el Desgaste. Reporte técnico.

Relación Esfuerzo-Deformación del Acero y Aluminio

Relación Esfuerzo-Deformación del Acero

Para el diseño de estructuras de acero se debe conocer el comportamiento del acero y para ello deben conocerse sus propiedades.

Algunos conceptos importantes de considerar al momento de estudiar un acero son los siguientes

Límite proporcional elástico: Corresponde al mayor esfuerzo para el cual todavía es válida la Ley de Hooke o punto más alto de la porción recta del diagrama esfuerzo-deformación.

Esfuerzo de fluencia: Es el esfuerzo para el cual termina la proporcionalidad entre el esfuerzo y la deformación. Corresponde al primer punto del diagrama esfuerzo de formación para el cual la tangente a la curva es horizontal.

Ventajas del acero como material estructural

Alta resistencia: La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso de las estructuras. Esto es de gran importancia en estructuras con malas condiciones en la cimentación.

Uniformidad: Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo como en el caso de las estructuras de concreto reforzado.

Elasticidad: El acero se acerca más en su comportamiento a las hipótesis de diseño que la mayoría de los materiales, gracias a que sigue la Ley de Hooke hasta esfuerzos bastante altos.

Aluminio

La buena resistencia mecánica de algunas de sus aleaciones, incluso a altas temperaturas, lo que hace que esté legando a sustituir a aleaciones de titanio en el mundo aeronáutico, donde la ligereza unido a la resistencia mecánica son factores importantísimos. Muy buena resistencia a la corrosión gracias a la película de alúmina, que se forma en su superficie de forma espontánea y lo protege de la corrosión.

Esta división se debe a los diferentes procesos de conformado que puede sufrir el aluminio y sus aleaciones. Dentro del grupo de aleaciones de aluminio forjado encontramos otra división clara, que es la del grupo de las tratables térmicamente y las no tratables térmicamente. Las no tratables térmicamente solo pueden ser trabajadas en frío con el fin de aumentar su resistencia. A continuación aparecen dos cuadros con los grupos básicos para las aleaciones de forja y fundición, además hay unas designaciones para especificar el grado de endurecimiento que no serán comentadas por ser demasiado específicas y no venir al caso en el tema de este trabajo.

En esta ultima división, se encuentran las aleaciones de aluminio con mayores resistencias mecánicas, los grupos 2xxx y 7xxx, por lo que son las aleaciones más indicadas para este trabajo. Especial mención , como se comentaba antes, a las aleaciones 2024 y 7075 que son muy utilizadas en situaciones que requieren máxima resistencia mecánica junto con ligereza.

Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas o propiedades de resistencia mecánica sirven en la mayoría de los casos como base para dictaminar sobre un material metálico, con vistas a a un fin de aplicación concreto.

0,2% es igual al valor del límite elástico 0,2% de tracción. La resistencia a la compresión o el límite de aplastamiento 0,2% tienen importancia principalmente en las piezas sometidas a compresión tales como cojinetes de fricción. La resistencia al cizallamiento es importante para el cálculo de la fuerza necesaria para el corte y para determinadas construcciones.

Generalmente está entre el 55 y 80 % de la resistencia a la tracción. Casi nunca se determina la resistencia a la torsión, si se considera una distribución lineal de tensiones, puede considerársela igual a la resistencia al cizallamiento. El factor tiempo juega un papel esencial en la determinación de valores de resistencia para altas temperaturas. Bajo la influencia de temperaturas elevadas se pueden producir modificaciones permanentes en la estructura de los materiales que han experimentado endurecimiento por deformación en frío, estas traen consigo una disminución de la resistencia mecánica.

Al mismo tiempo pueden surgir tensiones por debajo de la resistencia a la tracción o del límite elástico 0,2%. El aluminio con su red FCC tiene la misma estructura que el cobre, el níquel o los aceros austeníticos, por eso no se presentan nunca en las aleaciones de aluminio a temperaturas bajas las complicaciones que tienen lugar en los metales BCC, sobre todo en los aceros ferríticos. En las dos primeras figuras se representan la variación de la resistencia a la tracción, del límite 0,2% y del alargamiento de rotura del aluminio puro a bajas temperaturas. En las siguientes tres figuras se representa la influencia de la temperatura hasta -196 C, sobre las propiedades resistentes de algunas aleaciones AlMg y AlMgMn en estado blando.

La denominación «resistencia a la fatiga» se utiliza como concepto genérico para todos los casos de solicitud alternativas. Para el aluminio el límite de ciclos de carga está fijado en 10. La resistencia a la fatiga se aumenta mediante la formación de soluciones cristalinas, la conformación en frío y el endurecimiento. En las aleaciones de aluminio para laminación y forja existe una clara diferencia entre las no endurecerles y las endurecerles.

Al juzgar los valores de la resistencia a la fatiga se ha de tener en cuenta el tipo de solicitación y, ante todo, la posición de la tensión media o la relación de tensiones respectivamente. Además, se ha de observar atentamente si se da la amplitud de resistencia a la fatiga o a la máxima tensión superior. Además de los anteriores factores, también influyen en la resistencia a la fatiga, los máximos de tensión o efectos de entalladura, el estado superficial y del ambiente, la soldadura y la temperatura. Los valores altos de K significan alta tenacidad, siendo favorables, cuando también son elevados los valores de resistencia a la tracción y el límite elástico.

Influencia de los tratamientos térmicos y mecánicos en las propiedades mecánicas

Se reconoce en ella que el límite elástico 0,2% sube con la deformación en frío más fuertemente que la resistencia a la tracción, aproximándose cada vez más a esta de modo que se llega casi a una rotura por fragilidad sin deformación, lo que supone que la deformación en frío tiene sus limitaciones.

El comportamiento en cuanto al aumento de resistencia por deformación en frío depende de la composición. También juegan un papel importante el estado de la estructura antes de la deformación y el tipo de deformación, la velocidad y la temperatura de trabajo. Mediante la deformación en frío se pueden modificar también otras características como la conductividad eléctrica, que disminuye muy poco.

La influencia de una deformación en frío sobre la resistencia a la corrosión es escasa. Una eliminación total de la acritud hasta conseguir el estado inicial se produce cuando el recocido se realiza a temperaturas por encima del umbral de la re cristalización. A temperaturas por debajo de este umbral aparece solamente una eliminación parcial del ablandamiento . AlMg3 como función de la temperatura de recocido para una duración constante de recocido.

El curso exacto de la curva de ablandamiento depende, además del material, muy fuertemente del nivel de la deformación en frío sufrida. En los materiales endurecidos en frío, el recocido de ablandamiento consiste en un recocido de re cristalización, habiendo de tenerse en cuenta el tamaño de grano, la duración del recocido, el nivel del grado de deformación en frío y los recocidos intermedios.

El normalizado debe realizarse siempre antes de mecanizar la pieza o al menos antes de la última operación, debido a que está ligada a una deformación permanente. Además el recocido total sirve con frecuencia para conseguir una disgregación regular de elementos disueltos en estado de sobresaturación, especialmente Mn y Fe, que influyen sobre el comportamiento en la re cristalización y en la confortabilidad en caliente.

Por permanencia, a la temperatura ambiente o a una temperatura más elevada, se producen precipitaciones de la solución sólida sobresaturada, que provocan un aumento de la resistencia a la tracción, del límite elástico 0,2% y de la dureza.