[03] tribologia - andi

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Copyrights © PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com “No dejes al azar la gestión de tus activos…” Copyrights © PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com Tribología Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ingeniería Expositor LUIS EDUARDO BENÍTEZ HERNÁNDEZ MBA, IM, Profesor titular, Maestro universitario

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    No dejes al azar la gestin de tus activos

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    Tribologa

    Universidad Nacional de Colombia

    Facultad de Ingeniera

    Expositor

    LUIS EDUARDO BENTEZ HERNNDEZMBA, IM, Profesor titular, Maestro universitario

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    QU ES LA TRIBOLOGA?

    TRIBOLOGATRIBOS

    LOGOS Tratado

    Friccin

    Es el estudio de los problemas relacionados con el transporte

    de carga a travs de dos superficies en movimiento relativo

    Se considera una ciencia interdisciplinaria que conjuga

    elementos importantes en el diseo, fabricacin y operacin de

    las mquinas como la friccin, naturaleza de los materiales,

    rugosidad, desgaste, lubricacin, consumo de energa y medio

    ambiente.

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    FUNDAMENTOS DE LA

    TRIBOLOGA

    La Tribologa se centra en el estudio de tres

    fenmenos:

    La friccin entre dos cuerpos en movimiento.

    El desgaste como efecto natural del fenmeno

    de friccin.

    La lubricacin como un medio para disminuir

    la friccin y evitar el desgaste.

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    Visto como un fenmeno imprescindible

    con el que nos encontramos y nos

    beneficiamos a diario

    Que suele pasar desapercibido en

    actividades tan comunes como caminar o

    conducir

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    Visto como un fenmeno deseable y til con

    el que es posible fabricar muchas de las

    partes de las que se componen las

    mquinas

    De cierta manera controlable segn la

    necesidad que se tenga en la industria

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    Visto como un fenmeno indeseable y

    perjudicial para los equipos cuando no se

    toman las medidas adecuadas y no es

    posible controlarlo, desencadenando una

    serie de consecuencias desfavorables para

    los equipos en cualquier sistema

    productivo

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    El homo erectus, el hombre del paleoltico

    y predecesor del hombre actual, descubri

    casualmente que poda obtener fuego

    gracias a la friccin que se generaba al

    rotar un palo sobre madera

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    Uno de los mayores problemas que enfrentaron los constructores de

    las piramides fue la necesidad de mover enormes piezas de roca.

    Se estima que se necesitaban 45 hombres para mover 16.300 Kg de

    Roca, ocho trabajadores para mover 2.750 Kg

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    Durante este periodo surgen los primeros estudios experimentales de la

    friccin o aproximaciones clsicas del fenmeno, atribuidas a Leonardo Da

    Vinci, quien en su momento estableci conceptualmente las dos primeras

    leyes de la friccin

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    El hombre moderno continua con el mismo inters de reducir al mximo la

    friccin, no solo en los diferentes componentes de las mquinas que utiliza en todo

    momento, sino tambin en su propio organismo y es as como hoy en da se ve el

    reemplazo de partes del sistema seo como las rtulas de las caderas por

    materiales termoplsticos auto-lubricados, de larga vida y compatibles con los

    tejidos humanos Pedro Albarracn

  • Copyrights PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com11

    La fuerza tangencial de resistencia que acta en una direccin

    directamente opuesta a la direccin del movimiento se conoce

    como fuerza de friccin.

    La friccin no es una propiedad del material, es una respuesta

    del sistema.

    FRICCIN

    La friccin se define como la resistencia al movimiento

    durante el deslizamiento o rodamiento que experimenta un

    cuerpo slido al moverse tangencialmente sobre otro con

    el cual esta en contacto.

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    TIPOS DE FRICCIN

    FRICCIN

    ESTTICA

    DINMICA Elemento de oposicin

    al movimiento

    Impide el movimiento

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    El desgaste es el dao de la superficie o la

    remocin de material de una o ambas

    superficies slidas en movimiento relativo,

    ya sea por deslizamiento, rodamiento o

    impacto.

    El material puede ser removido de la

    superficie resultando en la transferencia a

    la otra superficie, o bien, puede perderse

    como una partcula del desgaste.

    Al igual que la friccin, el desgaste no es

    una propiedad del material, es una

    respuesta del sistema.

    DESGASTE

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    14

    DESGASTE

    Fretting

    Fatiga

    Erosin

    Cavitacin

    Picado

    Corrosin

    Abrasivo

    Adhesivo

    Clasificacin

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    Secuencia de Eventos que

    Conducen al Desgaste

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    16

    DESGASTE POR ADHESIN

    El desgaste por adhesin ocurre cuando todo el material (incluyendo la pelcula de fluido y la

    inorgnica) que se encuentra entre las rugosidades o irregularidades microscpicas de dos superficies

    opuestas, es desplazado. El contacto entre las dos superficies provoca la aparicin de puntos de

    soldadura en las rugosidades, como se muestra en la figura.

    Cuando las rugosidades comienzan a moverse, los puntos de soldadura se rompen, por regla general,

    asimtricamente, extrayndose material de la superficie de menor resistencia.

    Cuando se produce un gran nmero de puntos de soldadura al mismo tiempo, las superficies no

    pueden moverse y el componente queda bloqueado.

    Pequeos puntos

    de soldadura

    Mximo contacto entre metales

    de dos superficies opuestas

    Superficie transferida

    del metal mas blando

    Rugosidades

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    Proceso de la transferencia del metal

    debido a la adherencia

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    Modelo alternativo de la deformacin y

    adhesin de un contacto spero

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    Ejemplos de una Pelcula de Material

    Adhesivo

    a.) Transferencia de cobre amarillo en almina

    b.) Pelcula de la Transferencia de la aleacin al silicio sobre una anillo de

    pistn

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    20

    DESGASTE POR ABRASIN

    La abrasin es la causa fundamental del desgaste. Las partculas se sitan

    en las tolerancias entre dos superficies en movimiento, se encajan en una

    de ellas y actan como herramientas de corte, extrayendo material de la

    otra superficie. Las partculas que causan mayor dao son aquellas cuyo

    tamao coincide o es ligeramente superior a la tolerancia entre las

    superficies.

    Partculas ultrafinas

    demasiado pequeaspara atascarse

    Microslido (del tamao de la

    tolerancia) se incrusta entre las

    dos superficies dandolas

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    Mecanismo del Desgaste Abrasivo: Microcorte,

    Fractura y fatiga en la Regin de Corte

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    Cese de la Abrasin con el Aumento de

    la Brusquedad de Rebaba

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    23

    DESGASTE CORROSIVO

    La corrosin se produce por una reaccin qumica entre la superficie de un

    componente y el fluido hidrulico con el que est en permanente contacto.

    Cualquier desgaste en la superficie, expone una nueva rea al contacto con el

    fluido, acelerando el proceso de corrosin.

    Superficie Estacionaria

    V

    Superficie Mvil

    Porosidades

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    24

    DESGASTE POR CAVITACIN

    La cavitacin se produce cuando las pequeas burbujas que contienen los componentes ms voltiles del fluido hidrulico, incluyendo gases disueltos, agua y disolventes, estallan cerca de la superficie de un componente, generando o transfiriendo a dicha superficie un incremento pulsatorio de presin.

    Las partculas presentes en el fluido intensifican los efectos de la cavitacin al actuar como ncleos de formacin de burbujas.

    La cavitacin da origen a deformacin de la superficie y aceleracin del proceso de fatiga del componente.

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    Mecanismo de Desgaste por Cavitacin

    a.) Mecanismo del derrumbamiento de la burbuja.

    b.) Evidencia experimental del dao por cavitacin en una superficie

    metlica

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    26

    EROSIN

    La erosin es causada por partculas contaminantes que, al

    impactar sobre una superficie, arrancan material de ella debido a

    los efectos del momento de las partculas. Este tipo de desgaste

    aparece principalmente en aquellos componentes donde el fluido

    se mueve a altas velocidades, como por ejemplo, en vlvulas de

    regulacin. Las partculas, al impactar repetidamente sobre la

    superficie, pueden tambin llegar a mellarla significativamente y,

    as, provocar roturas por fatiga.

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    Mecanismo de Erosin

    a.) Abrasin en Pequeo

    ngulo de Incidencia

    b.) Superficie en fatiga

    durante baja velocidad y

    un ngulo excesivo de

    incidencia

    c.) Fractura frgil o

    deformacin plstica

    mltiple durante la

    velocidad mediana, gran

    ngulo de incidencia.

    e.) Erosin macroscpica

    con efecto secundario

    f.) Estructura atmica en

    degradacin por impacto

    de tomos

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    28

    Es una ciencia interdisciplinaria mediante la cual es posible alcanzar la vida til del equipo, disminuir el consumo de energa y alcanzar los mayores ndices de productividad.

    Alrededor del 43% de las fallas prematuras de los elementos mecnicos, se deben a prcticas incorrectas de lubricacin.

    LUBRICACIN

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    QU ES LUBRICAR?

    Lubricar es:

    Encontrar la mejor manera de aplicar

    el lubricante apropiado (proceso de

    seleccin), en el lugar requerido

    (sistema de lubricacin), en la

    cantidad correcta (niveles), en el

    momento preciso (perodos de

    cambio), al menor costo (control de la

    friccin) y con el mayor valor agregado

    posible

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    Retardo en el proceso de envejecimiento de los equipos

    Aumento del perodo de vida til

    Disminucin del tiempo improductivo

    Bajos costos de mantenimiento

    Bajos costos de mano de obra

    Proteccin del medio ambiente

    Aumento del nmero de unidades producidas en el perodo de vida til

    Aumento de la productividad de los equipos y la mano de obra.

    Aumento de la confiabilidad de los equipos

    VALOR AGREGADO

    DE LA LUBRICACIN

  • Copyrights PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com31

    FUNCIONES DE LOS

    LUBRICANTES

    PRIMARIAS

    CONTROL DE LA FRICCIN

    CONTROL DEL DESGASTE

    PREVENCIN DE DAOS SUPERFICIALES

    SECUNDARIAS

    EXTRACCIN DE CALOR

    LIMPIEZA Y REMOCIN DE RESIDUOS

    PREVENCIN DE CORROSIN

    TRANSMISIN DE POTENCIA

    SERVIR DE SELLO LUBRICANTE

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    32

    La productividad basada en la lubricacin y la Tribologa sepuede definir como el conjunto de eventos que permitenlograr que tanto el aceite con el cual se estn lubricando losdiferentes mecanismos de la mquina como dichoscomponentes alcancen la vida para la cual fueronformulados y diseados respectivamente.

    Este objetivo no es fcil de lograr en la prctica ya que sepresentan mltiples factores que lo dificultan, puesdependen de las personas que administran elmantenimiento y del personal que ejecuta los programas delubricacin..

    Proyecto de vida para el

    aceite y las mquinas

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    La Tribologa por s sola permite que las

    mquinas alcancen su vida a la fatiga e

    incluso que la superen si se les aplica

    correctamente.

    LaTribologa Productiva involucra tres

    aspectos fundamentales:

    TRIBOLOGA

    PRODUCTIVA

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    1- CONSERVACIN DEL MEDIO

    AMBIENTE Y PRESERVACIN DE LOS

    RECURSOS NATURALES

    Hasta donde sea posible no se deben utilizar

    lubricantes derivados del petrleo ya que

    cuando se oxidan dan lugar a la formacin de

    perxidos y cido sulfrico, lo que hace que

    estos lubricantes sean altamente txicos y

    no biodegradables, por otro lado el petrleo

    al ser no renovable las reservas mundiales

    de este vital elemento se reducirn

    rpidamente debido a la utilizacin cada vez

    mayor tanto de mquinas industriales como

    automotrices.

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    35

    DESARROLLO DE UN

    PROGRAMA AMBIENTAL CON

    LOS ACEITES USADOS

    Reacondicionamiento de aceites minerales.

    Recuperacin de aceites.

    Uso de lubricantes ecolgicos, biodegradables y no txicos.

    Uso de aceites vegetales

    Como resultado de los ltimos estudios sobre la contaminacin de la

    atmsfera de la tierra que ocasiona estragos en la capa de ozono

    atmosfrico y causa el calentamiento de la tierra, se ha empezado a tomar

    conciencia acerca del uso adecuado de los lubricantes y la disposicin

    adecuada de sus desechos por parte de la industria mundial y de los

    fabricantes de lubricantes.

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    2- CONTROL DE LA

    FRICCIN Y REDUCCIN

    DEL DESGASTE

    La aplicacin de la Tribologa debe

    conducir a una reduccin mxima de la

    friccin.

    Esto har posible reducir los diferentes

    tipos de desgaste que se pueden presentar

    en un mecanismo permitiendo que ste

    alcance su vida a la fatiga e inclusive la

    incremente.

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    3- AHORRO DE LA

    ENERGA

    La filosofa de la Tribologa es utilizar lubricantes

    con los coeficientes de friccin ms bajos posibles

    de tal manera que el consumo de energa sea

    mnimo.

    Es muy importante a la hora de adquirir un nuevo

    lubricante conocer los valores de sus coeficientes

    de friccin slida y fluida o Elastohidrodinmica

    segn el caso. El conocimiento de esta informacin

    hace factible implementar programas de ahorro de

    energa mediante el control de la friccin.

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    39

    COEFICIENTE DE UTILIZACIN DEL EQUIPO

    Con procesos tribolgicos eficientes se puede

    lograr que el tiempo laboral posible (longevidad en

    aos) de funcionamiento del equipo, sin fallar

    durante todo el periodo de servicio, sea igual a la

    duracin total (vida a la fatiga en aos) del equipo.

    Esto se conoce como coeficiente de utilizacin, el

    cual debe tender a la unidad.

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    PRODUCTIVIDADProduccin

    Insumos Terrenos y edificios Materiales Mano de obra Conocimientos Mantenimiento Servicios Publicidad Maquinaria y equipos Seguros PERDIDAS

    =

    PRODUCTIVIDAD

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    PRDIDAS

    Las prdidas slo le agregan costo al producto, no le danvalor agregado para el cliente. Algunos tipos de prdidas, poruna deficiente lubricacin, son:

    Desperdicio de materia prima

    Desgaste de mquinas y equipos

    Despilfarro de energa

    Menor vida til del lubricante

    Mayor frecuencia de cambio del lubricante

    Paradas imprevistas por fallas de los equipos

    Deficiencias en la calidad de los productos

    Reparaciones y ajustes

    Mano de obra para reprocesos, correccin de fallas y mantenimiento

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    ESTRATEGIAS PARA MEJORAR EL

    SISTEMA PRODUCTIVO

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    43

    EFECTIVIDAD GLOBAL DEL EQUIPO

    DISPONIBILIDAD

    EFICIENCIA

    DEL

    DESEMPEO

    TASA DE

    PRODUCTOS DE

    CALIDAD

    EGE

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    GENERALIDADES

    SOBRE

    LA LUBRICACION

  • Copyrights PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com45

    Para un mismo espesor de pelcula lubricante, depende de si ellubricante utilizado es mineral, sinttico vegetal:

    En el caso del aceite mineral se define como la resistenciaque presentan al corte las laminillas que constituyen lapelcula lubricante, un valor tpico es de 0,008.

    En el caso de los aceites sintticos como la resistencia a larodadura de las esferas de igual dimetro que constituyen lapelcula lubricante, un valor tpico es de 0,006.

    En el caso de los aceites vegetales como la resistencia a larodadura de las esferas de diferente dimetro queconstituyen la pelcula lubricante, un valor tpico es de 0,007.

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    Por que es importante la lubricacin?

    PESO DE 1000 kG

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    Friccin por deslizamiento Friccin por Rodadura

    Comparacin de Movimiento Dinmico de Cargas

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    48

    FRICCIN

    Siempre que sea factible se debe cambiar el movimiento deslizante por rodadura

    21 FF >

    W

    V

    F1W

    V

    F2

    n S n S

  • Copyrights PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com49

    La cantidad de calor que se genera entre superficies de

    componentes de mquinas que estn en contacto directo

    es tan alta que puede conllevar a que las rugosidades de

    las dos superficies se suelden al alcanzar el punto de fusin

    de los materiales.

  • Copyrights PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com50

    La cantidad de calor generado en un componente de mquina

    depende del tipo de componente, de las condiciones operacionales a

    las cuales est sometido y del tipo de friccin que se presente en

    dicho componente.

    En la tabla se especifican las frmulas que se pueden utilizar para

    calcular el calor generado en rodamientos, cojinetes lisos y

    engranajes.

  • Copyrights PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com51

    ELEMENTOS QUE SE LUBRICAN

    LEVA

    PISTON

    RODAMIENTO

    ENGRANAJESCADENA

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    52

    ESPESOR DE LA PELCULA DE ACEITE SEGN LA RUGOSIDAD SUPERFICIAL

    En superficies con buen acabado una pelcula fina es suficiente y presentan menor coeficiente de friccin

    En superficies mal acabadas se necesita una pelcula gruesa y el coeficiente de friccin es mayor

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    53

    En superficies con buen acabado el desprendimiento de partculas es mnimo, permitiendo mayores intervalos entre lubricaciones

    DESPRENDIMIENTO DE PARTCULAS

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    54

    FACTORES QUE AFECTAN LA VIDA DEL LUBRICANTE

    El Agua.

    Las Altas Temperaturas.

    Materiales Slidos.

    Materiales como el Cobre.

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    Una de las capas que constituyen la pelcula lubricante, se adhiere

    fuertemente a la superficie en movimiento, otra a la estacionaria (

    en movimiento segn el caso) y las dems se deslizan entre s como

    resultado del esfuerzo a la cizalladura que se presenta entre ellas

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    56

    REGMENES DE LUBRICACIN

    ElastohidrodinmicaLubricacin

    Hidrosttica-

    -HidrodinmicallenapelculadeLubricacin-

    LmiteLubricacin-

    Clasificacin

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    LUBRICACIN LMITE

    Orientacin Molecular del

    Lubricante

    La pelcula lubricante recubre una mnima

    parte de la superficie metlica

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    LUBRICACIN HIDRODINMICA

    Orientacin Molecular del LubricanteLa pelcula lubricante recubre totalmente la

    superficie metlica

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    LUBRICACIN ELASTOHIDRODINMICA

    La pelcula lubricante que recubre las

    irregularidades no es uniforme a lo largo de la

    superficie

  • Copyrights PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com60

    Es uno de los casos ms representativos de la tribologa. La lubricacin EHL se

    caracteriza por la deformacin elstica de las irregularidades de ambas superficies,

    debido a la carga que acta entre ellas.

    La presin hidrulica de la pelcula lubricante es lo suficientemente alta como para

    separarlas. El espesor de la pelcula lubricante para este caso es una funcin de tres

    parmetros: carga, velocidad y coeficiente combinado de piezo-viscosidad.

    La lubricacin EHL es importante en puntos de contacto altamente cargados como los puntos de

    contacto de los rodamientos de bolas, y los puntos y lneas de contacto de los dientes de los engranajes

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    TEORIA DE LUBRICACION

    CONTACTO SOBRE EL CIRCULO PRIMITIVO

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    LUBRICACIN

    ELASTOHIDRODINMICA

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    63

    RESUMENREGMENES DE LUBRICACIN

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    64

    PRUEBAS Y PROPIEDADES FISICOQUMICAS DE LOS LUBRICANTES

    DielctricaRigidez

    InterfacialTensin

    SuperficialTensin

    HerrumbrelaResistencia

    MetalesdeContenido

    CombustibleporDilucin

    AnilinadePunto

    (EP)PresinExtrema

    Dispersanciay Detergencia

    EspumadeFormacin

    Compresibilidad

    a

    Aceites

    EspecficaGravedad

    (TBN)

    (TAN)Acidez

    Demulsibidad

    Emulsibidad

    CarbndeResiduos

    FluidezdePunto

    SaponificacindeNmero

    AzufredeContenido

    Combustiny

    InflamacindePuntoViscosidad

    Color

    Nmero de neutralizacin

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    65

    PRUEBAS Y PROPIEDADES FISICOQUMICAS DE LOS LUBRICANTES

    GirodeFactor-

    AguaalResistencia-

    Adhesividad-

    Fibrosidad-

    Contextura-

    GoteodePunto-

    LicuefaccindePunto-

    PenetracindeGrado-

    Grasas

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    66

    ALTA Y BAJA VISCOSIDAD

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    67

    CONCEPTO DE VISCOSIDAD

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    68

    dh

    dv

    A

    F

    dhdV

    AF

    Esquema de la definicin de viscosidad

    VISCOSIDAD ABSOLUTA O DINMICA

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    69

    VISCOSIDAD CINEMTICA

    Densidad

    absolutaidadViscinemticaidadVis

    coscos

    La unidad de viscosidad cinemtica es el Stoke. Generalmente

    se expresa en Centistokes (cSt), y tambin se tiene que:

    s

    mm 1 Centistoke 1

    2

  • Copyrights PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com70

    VISCOSMETRO SAYBOLT UNIVERSAL

    Segundos Saybolt

    Universal (SSU) es el

    tiempo en segundos que

    tardan en fluir 60 ml de

    muestra a travs de un

    orificio estndar en

    condiciones especificadas

    de temperatura.

    Error de Tiempo: 0.2 s

    Repetibilidad: 0.5%

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    VISCOSMETRO CINEMTICO5

    60

    10

    15

    20

    2530

    35

    40

    45

    50

    55 560

    10

    15

    20

    2530

    35

    40

    45

    50

    55

    Aceite

    Muestra

    en reposo

    El aceite

    se sube

    para iniciar

    su descenso

    Al pasar por

    el primer

    aforo, se

    arranca el

    cronmetroAl pasar por

    el segundo

    aforo, se

    para el

    cronmetro

    Aceite de Bao @ 40C o

    100C

    Cronmetro Cronmetro

    Cada viscosmetro tiene un factor, el cual se

    multiplica por el tiempo obtenido dndonos

    la Viscosidad en Centistokes ( cSt ).

    Tubo

    Capilar

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    72

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    73

    COMPORTAMIENTO DE LA VISCOSIDAD CON LA TEMPERATURA

    Comportamiento de la Viscosidad con la Temperatura

    1

    10

    100

    1000

    10000

    100000

    -35 -15 5 25 45 65 85 105

    Temperatura [C]

    Vis

    cosi

    dad

    Abso

    luta

    [cP

    ]

    Aceite Mineral con 10% deAceite Vegetal

    Silicona

    Silicona Clorinada

    Diester

    Aceite mineral puro

    Aceite Mineral con mejorador

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    74

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    75

    VISCOSIDAD CINEMTICA EN CENTISTOKES

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    VISCOSIDAD CINEMTICA EN CENTISTOKES

    10

    3

    4

    5

    10

    6

    7

    15

    20

    30

    40

    50

    5000

    2 00

    000

    75

    150

    500

    2

    Vis

    cosid

    ad C

    inem

    tica,

    Centisto

    kes (

    cS

    t)

    5000

    2 00

    000

    10

    3

    4

    5

    10

    6

    7

    15

    20

    30

    40

    50

    75

    150

    500

    2

    Vis

    cosid

    ad C

    inem

    tica,

    Centisto

    kes (

    cS

    t)

    0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170-10-20 180

    Carta Viscosidad-Temperatura

    para Lquidos derivados del Petrleo

    Centistokes vs Grados Celsius

    Temperatura,Grados Celsius

    Mobilgear 630, IV 95

    Mobilgear SHC 220, IV 152

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    PUNTO DE FLUIDEZ

    Temperatura mnima a la que fluye el aceite libremente

    Temperatura a la cual un aceite o lquido deja de

    fluir por gravedad de acuerdo a las siguientes

    condiciones:

    La medicin se lleva a cabo conforme a la norma

    ASTM-D-97:

    El aceite a ensayar se coloca en un tubo de

    medidas estandarizadas, se disminuye la

    temperatura a razn de un C cada 3-4 minutos

    Todava Fluye Ya no Fluye

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    PUNTO DE INFLAMACIN

    Mnima temperatura a la cual los gases desprendidos son suficientes para formar una mezcla

    inflamable. Punto de Combustin cuando la llama se sostiene al menos por cinco segundos

    Se determina calentando una cantidad

    determinada de aceite en un aparato

    normalizado y en unas condiciones

    especficas

    - Aceites viscosos COC (Cleveland

    Open Cup) Norma ASTM-D-92

    - Aceites o productos de baja

    viscosidad o muy voltiles PM

    (Pensky Martens) Norma ASTM-D-93

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    79

    FORMULACIN DE UN ACEITE LUBRICANTE

    Lubricante

    Mineral

    Antioxidant

    es

    Anti

    espu

    mant

    es

    Resistencia

    De

    Pelcula

    EP

    ACEITES LUBRICANTES

    BASES LUBRICANTES ADITIVOS

    Modificadores de propiedades fsicas

    Modificadores de propiedades qumicas

    Modificadores de propiedades fisico-

    qumicas

    Parafnicas

    Naftnicas

    Aromticas

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    80

    COMPOSICIN DE UNA GRASA LUBRICANTE

    Lubricante lquido

    (Aceite base)

    Antioxidant

    es

    Anti

    espu

    mant

    es

    Resistencia

    De

    Pelcula

    EP

    Espesante

    Aceite base

    Mineral

    Sinttico

    Aditivos:

    Adhesividad

    Antioxidante

    Anticorrosivo, Antidesgaste

    Antiespumante

    Estabilizador

    Extrema Presin

    Colorantes

    Agente espesante

    Jabn (calcio, sodio,

    litio, aluminio)

    No contiene jabn

    (arcilla, gel)

    GRASAS

  • Copyrights PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com81

    Grasas

    Esquema de Fabricacin:

    Acido Graso

    EstericoOlicoLinoleicoPalmtico

    Hidrxido

    LitioSodioCalcioAluminio

    Jabn Metlico Aceite Mineral

    Aditivos

    Grasa

  • Copyrights PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com82

    Composicin de una Grasa

    Grasa

    Espesante (10-15%)

    Aditivos (5 -10%)

    Lubricante (85-90%)

  • Copyrights PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com83

    Caractersticas que aportan a las grasas:

    Su cualidad lubricante

    Capacidad de carga

    Influyen sobre la estructura

    Estabilidad qumica

    Estabilidad trmica

    Lubricantes

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    Estructura de una Grasa

    La funcin del espesante es similar

    a una esponja de bao: Bajo

    pequea presin de la esponja slo sale una pequea cantidad de agua

    ... pero bajo fuerte presin, expulsa

    gran cantidad de agua

  • Copyrights PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com85

    Estructura de una grasa

    Vista microscpica de las fibras de una grasa de Litio comparada con una de Calcio

    LITIO CALCIO

  • Copyrights PMM Institute for Learning www.pmmlearning.com86

    GRADOS DE CONSISTENCIA S/N.L.G.I.

    N N.L.G.I. Cifra penetracinA.S.T.M. mm/10

    Grado de dureza Aplicaciones msusuales

    000 445-475 Muy fluida Engranajes

    00 400-430 Fluida Engranajes

    0 355-385 Semi-fluida CojinetesSistemas

    centralizados

    1 310-340 Muy blanda CojinetesSistemas

    centralizados

    2 265-295 Blanda Cojinetes

    3 220-250 Media Cojinetes

    4 175-205 Dura Cojinetes lisosGrasa en briquetas

    5 130-160 Muy dura Cojinetes lisosGrasa en briquetas

    6 85-115 Dursima Cojinetes lisosGrasa en briquetas

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    87

    CLASIFICACIN DE LOS LUBRICANTES

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    88

    CLASIFICACION DE LOS LUBRICANTES

    ASTM-

    AGMA-

    ISO-

    esIndustrial-

    Transmisin-Automotrices-

    Pesados-

    Livianos-

    API-

    Multgrados-

    Ungrados-SAE-

    Automotrices-

    Aceite

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    89

    ACEITES DE CARTERClasificacin SAE J 300 E

    Temperatura

    C lmite de

    bombeabilida

    d mxima

    C C. Poises mnima mxima

    0W -30 3250 -35 3.8 -

    -25 3500

    -18 (~ 1480)

    -20 3500

    -18 (~ 2700)

    -15 3500

    -18 (~ 5000)

    -10 4500

    -18 (~ 12500)

    -5 6000

    -18 (~ 24500)

    20 - - - 5.6

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    90

    VISCOSIDAD DE ACEITES MULTGRADOS

    Mnimo Mximo Mnimo Mximo

    5W50 100 120 16.3 19.7

    10W30 60 70 9.3 13.7

    15W40 90 110 13.7 16.3

    15W50 120 130 16.3 19.7

    20W20 61 69 5.6 9.3

    20W30 90 110 9.3 13.7

    20W40 120 130 13.7 16.3

    20W50 150 162 16.3 19.7

    GRADO

    SAE

    VISCOSIDAD

    cSt a 40C

    VISCOSIDAD

    cSt a 100C

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    91

    Tienen la

    propiedad de

    quedar

    dentro de los

    lmites de

    dos o ms

    grados SAE

    ACEITES MULTGRADOS

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    92

    Menor desgaste para

    el motor

    Menor consumo de

    combustible

    Menor consumo de

    aceite

    Reduce el tiempo

    para lubricar partes

    crticas

    Menor inventario de

    aceites

    Menores costos de

    mantenimiento

    Uso del mismo aceite

    para varias

    temperaturas

    Mejores

    caractersticas de

    flujo

    Arranque en fro

    ms fcil

    Aceites

    multgrados

    VENTAJAS DE LOS ACEITES MULTGRADOS

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    93

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    94

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    95

    SISTEMA API DE CLASIFICACIN PARA

    ACEITES USADOS EN MOTORES

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    96

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    97

    VISCOSIDAD ISO (ISO 3448)

    Mnimo Mximo

    2 2.2 1.98 2.42

    3 3.2 2.88 3.52

    5 4.6 4.14 5.06

    7 6.8 6.12 7.48

    10 10 9.0 11.0

    15 15 13.5 16.5

    22 22 19.8 24.2

    32 32 28.8 35.2

    46 16 41.4 50.6

    68 68 61.2 74.8

    100 100 90 110

    150 150 135 165

    220 220 198 242

    320 320 288 352

    460 460 414 506

    680 680 612 748

    1000 1000 900 1100

    1500 1500 1350 1650

    Grado

    ISO

    Punto Medio

    cSt a 40C

    Lmites cSt a 40C

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    98

    COMPARACIN DE CLASIFICACIONES DE

    VISCOSIDAD PARA ACEITES LUBRICANTES

    Vis

    cosi

    da

    d c

    St/

    40C

    Vis

    cosi

    da

    d c

    St/

    10

    0C

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    99