lubricación de cojinetes engranajes caract.

8/6/2019 lubricación de cojinetes engranajes caract.

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UNIVERSIDAD POPULAR DENICARAGUA

UPONIC – ESTELI

INGENIERIAELECTROMECÁNICA

Lubricación

Ing.: Carlos Rugama

Realizado por:

Santos Zeledón Herrera.



Estelí, 06 de Junio de 2011

LA TRIBOLOGÍA

La tribología (del griego tribos, "frotar o rozar") es la ciencia que estudia lafricción, el desgaste y la lubricación que tienen lugar durante el contacto entresuperficies sólidas en movimiento. El término es usado universalmente desdefinales del siglo XX.

La Tribología como Ciencia

La tribología se define como la ciencia y tecnología entre la interacción desuperficies en movimiento relativo e involucra el estudio de la fricción, el desgastey lubricación.

Antes del nacimiento de la tribología como ciencia se pensaba en el término“lubricación” o ingeniería de lubricación. No se había generalizado la disminuciónde la fricción y el desgaste como prácticas cotidianas. Con la tribología comociencia se estudia la fricción y sus efectos asociados, como el desgaste, tratandode prevenirlos con mejores diseños y prácticas de lubricación. Toma en cuenta,entre otros aspectos de la maquinaria industrial, los siguientes:

• El diseño

• Los materiales de las superficies en contacto

• El sistema de aplicación del lubricante

• El medio circundante

• Las condiciones de operaciónAplicaciones

La tribología está presente prácticamente en todas las piezas en movimiento talescomo:

• Rodamientos

• Chumaceras

• Sellos

• Anillos de pistones

• Embragues

• Frenos

• Engranajes

• Árboles de levas

http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_griego

http://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Lubricaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XX

http://es.wikipedia.org/wiki/Rulem%C3%A1n

http://es.wikipedia.org/wiki/Chumacera

http://es.wikipedia.org/wiki/Sello_(ingenier%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Pist%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Embrague

http://es.wikipedia.org/wiki/Freno

http://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rbol_de_levas

http://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Lubricaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XX

http://es.wikipedia.org/wiki/Rulem%C3%A1n

http://es.wikipedia.org/wiki/Chumacera

http://es.wikipedia.org/wiki/Sello_(ingenier%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Pist%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Embrague

http://es.wikipedia.org/wiki/Freno

http://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rbol_de_levas

http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_griego



La tribología ayuda a resolver problemas en maquinaria, equipos y procesosindustriales tales como:

• Motores eléctricos y de combustión (componentes y funcionamiento)

• Turbinas• Compresores

• Extrusión

• Rolado

• Fundición

• Forja

• Procesos de corte (herramientas y fluidos)

• Elementos de almacenamiento magnético

•

Prótesis articulares (cuerpo humano)

Fundamentos de la tribología

La tribología se centra en el estudio de tres fenómenos:

1. la fricción entre dos cuerpos en movimiento

2. el desgaste como efecto natural de este fenómeno

3. la lubricación como un medio para reducir el desgaste.

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor

http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina

http://es.wikipedia.org/wiki/Compresor

http://es.wikipedia.org/wiki/Extrusi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Rolado&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Fundici%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Forja

http://es.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%B3tesis

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor

http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina

http://es.wikipedia.org/wiki/Compresor

http://es.wikipedia.org/wiki/Extrusi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Rolado&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Fundici%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Forja

http://es.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%B3tesis



DESGASTE

El desgaste es el daño de la superficie por remoción de material de una o ambassuperficies sólidas en movimiento relativo. Es un proceso en el cual las capassuperficiales de un sólido se rompen o se desprenden de la superficie.. Losanálisis de los sistemas han demostrado que 75% de las fallas mecánicas sedeben al desgaste de las superficies en rozamiento. Se deduce fácilmente quepara aumentar la vida útil de un equipo se debe disminuir el desgaste al mínimoposible.

• Desgaste por Fatiga: surge por concentración de tensiones mayores a lasque puede soportar el material. Incluye las dislocaciones, formación decavidades y grietas.

• Desgaste Abrasivo: es el daño por la acción de partículas sólidas presentes

en la zona del rozamiento.• Desgaste por Erosión: es producido por una corriente de partículas

abrasivas, muy común en turbinas de gas, tubos de escape y de motores.

• Desgaste por Corrosión: originado por la influencia del ambiente,principalmente la humedad, seguido de la eliminación por abrasión, fatiga oerosión, de la capa del compuesto formado. A este grupo pertenece elDesgaste por oxidación. Ocasionado principalmente por la acción deloxígeno atmosférico o disuelto en el lubricante, sobre las superficies enmovimiento.

• Desgaste por Frotación: aquí se conjugan las cuatro formas de desgaste,

en este caso los cuerpos en movimiento tienen movimientos de oscilaciónde una amplitud menos de 100 μm. Generalmente se da en sistemasensamblados.

• Desgaste por deslizamiento: También conocido como desgaste por adhesión es el proceso por el cual se transfiere material de una a otrasuperficie durante su movimiento relativo como resultado de soldadura enfrío debido a las grandes presiones existentes entre las asperezas, enalgunos casos parte del material desprendido regresa a su superficieoriginal o se libera en forma de virutas o rebaba.

•

• Desgaste Fretting : es el desgaste producido por las vibraciones inducidaspor un fluido a su paso por una conducción.

• Desgaste de Impacto: son las deformaciones producidas por golpes y queproducen una erosión en el material.

FRICCIÓNLa fricción se define como la resistencia al movimiento durante el deslizamiento orodamiento que experimenta un cuerpo sólido al moverse sobre otro con el cualestá en contacto. Esta resistencia al movimiento depende de las características de



las superficies. Una teoría explica la resistencia por la interacción entre puntos decontacto y la penetración de las asperezas. La fricción depende de

• la interacción molecular (adhesión) de las superficies

• la interacción mecánica entre las partes.

La fuerza de resistencia que actúa en una dirección opuesta a la dirección delmovimiento se conoce como fuerza de fricción. Existen dos tipos principales defricción: fricción estática y fricción dinámica. La fricción no es una propiedad delmaterial, es una respuesta integral del sistema.

Existen tres leyes de la fricción:

1. La fuerza de fricción es proporcional a la carga normal.

2. La fuerza de fricción es independiente del aparente área de contacto entrelas superficies deslizantes.

3. La fuerza de fricción es independiente a la velocidad de deslizamiento.

Se puede definir como la resistencia almovimiento relativo entre dos cuerpos encontacto. Al frotar un cuerpo contra otro,debe vencerse una resistencia. A estafuerza que se opone al deslizamiento se leconoce como fricción.

El valor de la fricción de un cuerpodeslizante es igual a la fuerza necesariapara vencerla.

CAUSAS:

Ninguna superficie metálica es completamente lisa; aún superficies con acabadosque se aproximan a la perfección presentan asperezas cuando se examinan en unmicroscopio. Las diminutas protuberancias en unas superficies interfieren elmovimiento relativo de dos cuerpos cuando rozan entre sí dando origen a lafricción al tratar de entrelazarse y agarrarse.



EFECTOS DE FRICCIONLa fricción no solo puede ser considerada desde el punto de vista negativo por efectos que produce en maquinaria; también produce efectos positivos. Sin fricción

no sería posible caminar (percibimos la sensación de esta dificultad cuandocaminamos sobre el hielo), y muchos de los elementos que aprovechamos, comoel automóvil, el freno (el frenado de un automóvil es posible gracias a la fricción,primero entre la balata y el disco y después entre la llanta y el pavimento), lapiedra de esmeril, etc., no tendrían razón de ser. En los órganos de las maquinasconsideramos la fricción como indeseable porque casi todos requieren deldeslizamiento de una parte contra otra. Para vencer la fricción se requiere trabajoy la energía así gastada supone pérdida de potencia y eficiencia. Además dondehay fricción sólida ocurre desgaste, pérdida de material por la acción cortante delas asperezas opuestas y el rompimiento de las minúsculas superficies soldadas.

Uno de los problemas de los ingenieros es controlar la fricción; incrementar la

fricción donde se requiere (frenos) y reducir donde no es conveniente (cojinetes).La fricción origina calor, produce pérdida de potencia y desgaste de las partesen movimiento, desde el punto que se inicia un rápido deterioro hasta una fallatotal en la parte en contacto.

La fricción es conceptualizada tradicionalmente en la forma de un bloque sobreuna superficie horizontal. Se aplica una fuerza al bloque que tiende a moverlo a lolargo de la superficie, tal como lo muestra la figura. Además de la fuerza horizontalF, también existe una fuerza normal N entre el bloque y la superficie, mostradaaquí como resultante del peso del bloque. Conforme se incrementa gradualmentela fuerza F desde un valor bajo, no hay movimiento del bloque por la fricción entre

las dos superficies. Finalmente, F alcanza un cierto valor (llamado Fs) que vencela fricción y el bloque comienza a deslizarse. Esto define el coeficiente de fricciónestática µs:

µs = Fs /N

Una vez que el bloque está en movimiento, la fuerza requerida para mantenerlo enmovimiento baja a un valor Fk, que es la fuerza cinética. En la mayoría de lasituaciones mecánicas, la fuerza cinética se aproxima al 75% de la fuerza estática,pero esto depende de los materiales involucrados; para alguna combinación demateriales la diferencia entre la fuerza cinética y estática es cero.

El coeficiente de fricción cinética µ se puede calcular:

µµ µ= Fk /N

Para romper estos enlaces adhesivos conforme las superficies se mueven, unacon respecto a la otra, se requiere una fuerza F, la la cual se aplica contra lasuniones como una fuerza cortante. Estas conexiones suman un área equivalenteal área real de contacto. De la misma manera, la fuerza normal N implica la



resistencia a la fluencia del material (la resistencia a la fluencia del material másdébil es la apropiada aquí) aplicada sobre el área real de contacto. Entoncespodemos definir el coeficiente de fricción de acuerdo a la teoría de adhesión como:

µ = F /N = ττ Ar/YAr = ττ τ/Y

Donde:ττ τ = esfuerzo cortanteY= esfuerzo de fluencia a la compresión de las asperezas.

TIPOS DE FRICCION

• Fricción externa. Se da entre cuerpos diferentes.• Fricción interna. Se genera entre partículas de un mismo cuerpo.

TIPOS DE FRICCION EXTERNA

Dependiendo del movimiento relativo:- Fricción de deslizamiento. Se presenta durante el movimiento relativo

tangencial de los elementos sólidos en un sistema tribológico.- Fricción de rodamiento. Se presenta durante el movimiento relativo derodadura entre los elementos sólidos de un sistema tribológico.

- Fricción de rotación. Se presenta durante el movimiento relativo de rotaciónentre los elementos sólidos de un sistema tribológico.

Dependiendo de las condiciones de contacto:- Fricción estática. Pérdida de energía mecánica al inicio y al final del

movimiento relativo tangencial entre dos zonas materiales en contacto.- Fricción móvil. Pérdida de energía mecánica durante el movimiento relativo

de zonas materiales en contacto.

- Fricción de choque. Pérdida de energía mecánica al inicio y al final delmovimiento relativo normal (perpendicular) entre zonas materiales encontacto.



ESTADOS DE FRICCION

-Fricción metal-metal.

-Fricción pura.

-Fricción sólida.

-Fricción fluida.

-Fricción hidrodinámica.

-Fricción hidrostática.

-Fricción gaseosa.

-Fricción mixta.



DESGASTE

Es consecuencia directa de del rozamiento metal-metal entre dos superficies y sedefine como el deterioro sufrido a causa de la intensidad de la interacción de susrugosidades superficiales. El desgaste puede llegar a ser crítico, haciendo que las piezasde una máquina pierdan sus tolerancias y queden inservibles, causando costosos daños yelevadas pérdidas de producción.

TIPOS DE DESGASTE

• ADHESIVO. Se presentacuando las irregularidades deuna superficie interactúandirectamente con las de otra,se adhieren y se soldán,

dando lugar en la mayoría delos casos al desprendimientode partículas.

Causas:- Falta de aplicación de

un lubricante.

- Rompimiento de la película límite por agotamiento o por sobrecarga.- Un bajo nivel, viscosidad o presión del aceite en el sistema.- Un alto nivel, viscosidad o presión del aceite en el sistema.

Soluciones:- Cambiar el aceite dentro de las frecuencias normales.- No sobre cargar los mecanismos.- Mantener el nivel, viscosidad y presión del aceite.

• ABRASIVO. Es el resultado de la presencia entre las superficies enmovimiento relativo de partículas extrañas de igual o mayor dureza a la delos materiales que los conforman. Las partículas abrasivas se incrustan ellasmismas en una de las superficies y actúan como una herramienta de

corte, removiendo material de la otra superficie.

Causas:- Problemas de filtración- Presencia de partículas sólidas de igual o mayor tamaño al juegodinámico.- Presencia de partículas sólidas de menor tamaño al juego dinámico conincremento de la carga.- Las partículas sólidas provienen de algún otro tipo de desgaste o delmedio ambiente.



• CORROSIVO . Es el deterioro lento y progresivode las superficies metálicas al estar presentesustancias ácidas que afectan la metalurgia de losmecanismos. Este tipo de desgaste también sepuede presentar por vibraciones en el sistema, queinterrumpen la película lubricante y hacen que lahumedad del ambiente corroa las superficies.

Causas:

- Intervalos de uso del aceite muy prolongado(aceite oxidado)

- Contaminación del aceite con ácidos o conagua.

- Vibraciones y humedad en el ambiente(maquinaria textil)

Soluciones:- Cambiar el aceite dentro del intervalo de vida

útil.- Utilizar el lubricante adecuado para condiciones de vibración y humedad.

• EROSIVO. Es causado por un fluido a alta presión y puede llegar a ser críticosi tiene partículas sólidas en suspensión, las cuales al impactar sobre lassuperficies arrancan material de ellas, debido al efecto de los momentos de laspartículas. La pérdida de material puede ser significativa, provocando roturas por fatiga.

Causas:

- Alto nivel del aceite.- Alta viscosidad del aceite.- Alta presión del sistema.- Partículas sólidas en el aceite fluyendo a alta presión.

Soluciones:- Mantener el nivel, la viscosidad y la presión del aceite en el sistema dentro

del rango normal.- Implementar sistemas de filtración.- Cambiar el aceite con mas frecuencia.



• FATIGA SUPERFICIAL. Se presentacomo consecuencia de los esfuerzoscíclicos de tensión, compresión y esfuerzoscortantes sobre una superficie, los cualesdan como resultado grietas profundas defatiga que causan finalmente la apariciónde picaduras y escamas.

Causas:- Es inevitable con el tiempo.

- Se puede incrementar con lapresencia de partículas del mismotamaño o ligeramente más grandesque el juego dinámico y que no seadhiere a ninguna superficie en

movimiento.Soluciones:- Un proceso tribológico positivo.- Mantener el aceite limpio.

• POR CAVITACION . Tiene lugar cuando el aceite fluye a través de una región donde la presión es menor que la desu presión de vapor, esto hace que el aceite hierva y forme burbujas de vapor, lascuales son transportadas por el aceite hasta llegar a una región de mayor presión,donde el vapor regresa al estado líquido en forma súbita, generando fugas sobrelas superficies metálicas que dan lugar a la aparición de picaduras y grietas.

Causas:- Entrada de aire en el sistema de lubricación.- Alta tendencia del aceite a formar espuma.Soluciones:- Inspeccionar el sistema de lubricación.- Seleccionar correctamente el lubricante.- Incremento de la presión en el sistema o utilizando aceites con presiones de

vapor bajas a altas temperaturas.

• POR CORRIENTES ELECTRICAS. Se presenta como consecuencia del pasode corrientes eléctricas a través de los elementos de una máquina, como en el

caso de los rodamientos y cojinetes lisos en turbomaquinaria.

Causas:- Toma a tierra defectuosa (Motores eléctricos)- Corrientes parásitas (torbomaquinaria)

Soluciones:- Inspeccionar la toma a tierra en equipos rotatorios.



• POR DIFUSION . La difusión metálica puede ser un factor de desgaste a altastemperaturas. La difusión es un proceso de transferencia de masa, que se aceleraal incrementarse la temperatura; por ejemplo, un proceso de maquinado implica elcontacto íntimo entre el material de trabajo y la herramienta de corte atemperaturas que se aproximan algunas a veces a los 1100o C. Bajo estascondiciones la difusión es un mecanismo de desgaste significativo en laherramienta.

Causas:- Altas temperaturas.

Soluciones:- Utilizar lubricante, refrigerante.

PROBLEMAS OCACIONADOS POR EL DESGASTE

- Mayor consumo de repuestos por aumento en las reparacionesy en elmmantenimiento.

- Reducción en la producción por paros de maquinaria.- Vida útil más corta de la maquinaria.- En motores de combustión interna da lugar a pérdida de potencia, mayor

consumo de combustible, etc.- Posibilidad de accidentes ante el peligro de rotura de piezas al sobrepasar

los límites permisibles de diseño.

FORMAS DE REDUCIR EL DESGASTE

- Utilizando los lubricantes más apropiados para la diferentes condiciones deoperación.

- Frecuencia de lubricación adecuada, con el fin de determinar los cambios deaceite y los reengrases correctos.

- Buenos programas de mantenimiento preventivo, incluyendo principalmentela limpieza y/o el cambio de los filtros de aire y de aceite.

- No sometiendo los equipos a condiciones diferentes a las de diseño.



CONCEPTO DE LUBRICACION

Lubricación es interponer entre dos superficies, generalmente metálicas expuestas

a fricción, una película fluida que las separe a pesar de la presión que se ejerzapara juntarlas. La lubricación elimina el contacto directo de las superficiesmetálicas, impide su desgaste y reduce al mínimo el rozamiento que producepérdida de potencia.

IMPORTANCIA DE LA LUBRICACIONLos costosísimos y complicados equipos industriales que requieren la industriamoderna no podrían funcionar, ni siquiera unos minutos, sin el beneficio de unacorrecta lubricación. El costo de ésta resulta insignificante comparado con el valor de los equipos a los que brinda protección.

La utilización del lubricante correcto en la forma y cantidad adecuada ofrece entreotros los siguientes beneficios.

1. Reduce el desgaste de las piezas en movimiento.2. Menor costo de mantenimiento de la máquina.3. Ahorro de energía.4. Facilita el movimiento.5. Reduce el ruido.6. Mantiene la producción.



FUNCIONES DE LOS LUBRICANTESLos lubricantes deben rebajar al máximo los rozamientos de los órganos móvilesfacilitando el movimiento, pero además deben reunir propiedades tales como:

1. Soportar grandes presiones sin que la película lubricante se rompa.

2. Actuar comorefrigerante.3. Facilitar laevacuación deimpurezas.

LEMENTOS BASICOS

QUE REQUIEREN

LUBRICACION Por complicada que parezca una máquina, los elementos básicos que requierenlubricación son:

1. Cojinetes simples y antifricción, guías, levas, ect.2. Engranajes rectos, helicoidales, sin fin, etc., que puedan estar descubiertoso cerrados.3. Cilindros como los de los compresores, bombas y motores de combustión

interna.4. Cadenas, acoples flexibles y cables.

Tipos de Lubricación



El tipo de lubricación que cada sistema necesita se basa en la relación de loscomponentes en movimiento. Hay tres tipos básicos de lubricación: limítrofe,hidrodinámica, y mezclada. Para saber qué tipo de lubricación ocurre en cadacaso, necesitamos saber la presión entre los componentes a ser lubricados, lavelocidad relativa entre los componentes, la viscosidad del lubricante y otrosfactores. Desde hace relativamente poco tiempo se ha empezado a hablar de uncuarto tipo de lubricación: elasto-hidrodinámica, pero no la voy a mencionar ya queno aporta conceptos únicos y se usa solamente en aplicaciones de muy altatecnología.

La Lubricación Limítrofe ocurre a baja velocidad relativa entre los componentes ycuando no hay una capa completa de lubricante cubriendo las piezas. Durantelubricación limítrofe, hay contacto físico entre las superficies y hay desgaste. Lacantidad de desgaste y fricción entre las superficies depende de un número devariables: la calidad de las superficies en contacto, la distancia entre lassuperficies, la viscosidad del lubricante, la cantidad de lubricante presente, lapresión, el esfuerzo impartido a las superficies, y la velocidad de movimiento. Todoesto afecta la lubricación limítrofe.

La mayor cantidad del desgaste ocurre al prender el motor. Esto sucede por la baja lubricaciónlimítrofe, ya que el aceite se ha "caído" de laspiezas al fondo del cráter…produciendo contactode metal-a-metal. Una vez que arrancó el motor,una nueva capa de lubricante es establecida conla ayuda de la bomba de aceite a medida que loscomponentes adquieren velocidad de operación.

En algún momento de velocidadcrítica la lubricación limítrofedesaparece y da lugar a laLubricación Hidrodinámica. Estosucede cuando las superficiesestán completamente cubiertascon una película de lubricante.



Esta condición existe una vez que una película de lubricante se mantiene entre loscomponentes y la presión del lubricante crea una "ola" de lubricante delante de lapelícula que impide el contacto entre superficies. Bajo condiciones hidrodinámicas,no hay contacto físico entre los componentes y no hay desgaste. Si los motorespudieran funcionar bajo condiciones hidrodinámicas todo el tiempo, no habríanecesidad de utilizar ingredientes anti-desgaste y de alta presión en las fórmulasde

lubricantes. Y el desgaste sería mínimo!

La propiedad que más afecta lubricación hidrodinámica es la viscosidad. Laviscosidad debe ser lo suficientemente alta para brindar lubricación (limítrofe)durante el arranque del motor con el mínimo de desgaste, pero la viscosidadtambién debe ser lo suficientemente baja para reducir al mínimo la "fricciónviscosa" del aceite a medida que es bombeada entre los metales (cojinetes) y las

bancadas, una vez que llega a convertirse en lubricación hidrodinámica. Una delas reglas básicas de lubricación es que la menor cantidad de fricción innecesariava a ocurrir con el lubricante de menor viscosidad posible para cada funciónespecífica. Esto es que cuanto más baja la viscosidad, menos energía sedesperdicia bombeando el lubricante.

Por ejemplo, los locos que corren los "Dragsters" de NHRA y IHRA en el cuarto demilla en los Estados Unidos (USA) le ponen aceite del "SAE 0" ó "SAE 5", pues



reduce la fricción interior del motor, dándoles máxima potencia (pero altodesgaste, ya que la viscosidad es demasido baja). Ellos quieren la mayor cantidadde HP, y no les importa si hay desgaste, ya que desarman el motor después decada carrera.

La Lubricación Mezclada es exactamente eso: una mezcla inestable de lubricaciónlimítrofe e hidrodinámica. Por ejemplo, cuando enciendes el motor (o cuandoarranca un componente, si es otro equipo), la velocidad de los componentesaumenta velozmente y por una pequeña fracción de segundo se producelubricación mezclada. En otras situaciones, cuando el esfuerzo y la velocidad delos componentes varía ampliamente durante el uso (durante manejo en montaña oen tráfico, por ejemplo) la temperatura puede hacer que el lubricante se "queme"más rápido y que así la lubricación hidrodinámica sea difícil de adquirir (ya que ellubricante ha perdido el beneficio de ciertos aditivos que se "quemaron"), dejandoasí el motor trabajando en una condición de lubricación mezclada, que producirámás desgaste.



Lubricación Elasto-hidrodinámica

A medida que la presión o la carga se incrementan, la viscosidad del aceitetambién aumenta. Cuando el lubricante converge hacia la zona de contacto, lasdos superficies se deforman elásticamente debido a la presión del lubricante. En lazona de contacto, la presión hidrodinámica desarrollada en el lubricante causa unincremento adicional en la viscosidad que es suficiente para separar lassuperficies en el borde de ataque del área de contacto. Debido a esta altaviscosidad y al corto tiempo requerido para que el lubricante atraviese la zona decontacto, hacen que el aceite no pueda escapar, y las superficies permanecerán

separadas.La carga tiene un pequeño efecto en el espesor de la capa, debido a que a estaspresiones, la capa de aceite es más rígida que las superficies metálicas. Por lotanto, el efecto principal de un incremento en la carga es deformar las superficiesmetálicas e incrementar el área de contacto, antes que disminuir el espesor de lacapa de lubricante.

FACTORES QUE AFECTAN LA LUBRICACION

El desempeño de un lubricante se ve afectado por varios factores. Los principalesen términos generales son:1. Factores de operación:

Entre los factores de operación principales que afectan la lubricación tenemos:a. La carga.b. La temperatura.c. La velocidad.d. Posibles contaminantes.



2. Factores de diseño:Entre los factores de diseño se pueden considerar entre otros:a. Materiales empleados en los elementos.b. Textura y acabado de las superficies.c. Construcción de la máquina.d. Métodos de aplicación del lubricante.

TIPOS O SISTEMAS DE LUBRICACION a. Manual.b. Centralizada o automática.

TIPOS DE LUBRICANTES De acuerdo a su estado los lubricantes se pueden clasificar así:

1. Gaseoso (aire)2. Líquidos (ace ite)3. Semi-sólidos (grasas)4. Sólidos, Por ejemplo: (Bisulfuro de molibdeno, grafito, talco)

Se destacan por su mayor utilización en la industria los aceites y las grasas.

SEGÚN SU NATURALEZA LOS LUBRICANTES SE CLASIFICAN:

1. VEGETALES:

Extraídos de las plantas y frutos, poco usados en la lubricación industrial puescomparados con los lubricantes minerales quedan en gran desventaja en lo querespecta al poder lubricante. Se les da mayor utilización en los alimentos.Podemos citar entre otros: Los aceites de oliva, soya, maíz, coco, algodón,higuerilla, etc.

2. ANIMALES:Son extraídos de la lana, de los huesos y tejidos adíposo de los animalesterrestres y marinos. También son poco usados en la lubricación industrial, se lesutiliza en procesos industriales. Por ejemplo, en la fabricación de jabones. Entrelos más conocidos citaremos: La lanolina, la manteca de cerdo, el aceite deballena, etc.

3. MINERALES: Los lubricantes minerales por sus características son los más utilizados en laindustria. Se pueden clasificar así:a. Los derivados de los hidrocarburos, del petróleo, del carbón de piedra.b. Los lubricantes sólidos como; el bisulfuro de molibdeno, el grafito, el tungsteno,el talco y otros.

ACEITES LUBRICANTESEn la actualidad los aceites se derivan del petróleo. El petróleo crudo esesencialmente una mezcla de gasolina, kerosene, aceite combustible y diesel,



1. La viscosidad y hasta cierto punto que de sus propiedades depende la facultadde un aceite para quedar entre dos superficies en movimiento.

2. Con el aumento de temperatura se reduce la viscosidad y viceversa.3. Con una película completa de espesor constante crece la fricción líquida a

medida que aumenta la velocidad del movimiento.Para elegir en cada caso el lubricante adecuado se dispone de aceites de petróleoque varían en viscosidad, punto de ebullición, estabilidad química y otrascaracterísticas ya que todo lubricante debe:

1. Humedecer las superficies que necesitan lubricación.2. Poseer la viscosidad adecuada.3. No evaporarse excesivamente en el servicio.

TIPOS DE ACEITE

Los aceites lubricantes derivados del petróleo están clasificados en una variedadmuy amplia, de acuerdo con el servicio al que se han de aplicar.

Algunos de ellos, se destinan virtualmente a usos especiales, mientras que otrospueden emplearse con éxito en una variedad tan extensa de maquinaria, que seconvierten en productos de aplicación múltiple.

Nos interesa conocer básicamente lo relativo a las clasificaciones siguientes.

• Aceites para sistemas de circulación.• Aceites para engranajes.• Aceites para maquinaria o para motores.

• Aceites para husillos.• Aceites para refrigeración.• Aceites para cilindros de máquinas a vapor.• Aceites circulatorios

Probablemente son estos los lubricantes de más alta calidad que se puedenobtener en la actualidad.

• Aceites para lubricación de turbinas de vapor.• Aceites para usos hidráulicos.• Aceites para sistemas circulatorios en trenes de laminación.• Aceites para sistemas circulatorios para maquinaria papelera.• Aceites para servicio pesado, motores de combustión interna.

COJINETES Y LUBRICACIÓNCuando un elemento de máquina está soportado por un segundo elemento, y hayun movimiento relativo entre ellos, de tal forma que las superficies en contactodeslizan una sobre la otra, el conjunto constituye un cojinete. Pero comúnmente se



ha dado en llamar cojinete al elemento que soporta o sobre el cual se mueve elotro elemento, el cual puede ser un gorrón, un collar de empuje, zapatas, etc.

Tipos de cojinetes

Los cojinetes se clasifican por lo general, según el tipo de rozamiento que

experimentan y por el tipo de carga que soportan.Según el tipo de rozamiento se distinguen los cojinetes de fricción o dedeslizamiento, y los cojinetes de antifricción de rodadura. Entre los primeros secuentan los cojinetes de casquillo completo buje y los de casquillo partido. Entrelos segundos los de bolazo rodillos. Para mayor ilustración, en la figura (Fig.9.1)se muestran estos dos tipos de cojinetes

Según la carga que soportan, se tiene: 1- Cojinetes radiales, que soportan cargasradiales transmitidas por ejes horizontales rotantes o gorrones; 2- Cojinetesaxiales o de empuje, que soportan cargas axiales transmitidas por ejes verticalesrotantes o pivote s; 3- Cojinetes de guías, que soportan cargas de distintos tipos,guiando los elementos móviles con trayectoria rectilínea, como son los patines dedeslizamiento, coliza s, etc. En la figura (Fig.9.2) se muestran los distintos tipos

mencionados



LUBRICACIÓN DE COJINETESDesde el momento que existe un movimiento relativo entre las superficies decontacto, una cierta cantidad de energía será utilizada en vencer la fuerza debidoal rozamiento, y si las superficies se tocan entre sí, existirá elevación detemperatura y un desgaste rápido y pronunciado de éstas, con peligro de

deformación, arrastre de material, avería, etc.A fin de reducir el rozamiento, disminuir el desgaste y evitar averías, se colocaentre ambas superficies una substancia formando un colchón o película que lasmantenga separadas, y que al mismo tiempo tenga muy bajo índice derozamiento. Esta substancia recibe el nombre de lubricante, siendo por lo generallíquido o pastoso. De esta manera se reemplaza el rozamiento entre sólido-sólidopor otro entre sólido-líquido o pastoso.

TIPOS DE LUBRICANTES

Lubricante es toda substancia que forma una película entre las superficiesrodantes de sólidos, impidiendo en cierto grado el contacto directo de éstas entresí.

Los lubricantes pueden ser líquidos, sólidos y gaseosos. Entre los líquidos secuenta el agua, los aceites lubricantes, etc. Como lubricantes sólidos se tiene lagrasa (pastoso), el grafito, disulfuro de molibdeno, etc. Los lubricantes gaseososcomo el aire, trabajan a presión y en muchos casos en compartimentos estancos.

CAUSAS DE FALLOS EN LOS COJINETES DE FRICCIÓN

A continuación se encuentra un resumen de lasprincipales causas de fallos,entendiendo que algunos fallos aparecen por combinación de algunas de ellas.

1 -- SUCIEDADSUCIEDAD EN EL CIRCUITO DE LUBRICACIÓNSUCIEDAD EN EL RESPALDO DEL COJINETE

2 -- FALTA DE LUBRICACIÓNFALLO EN EL CIRCUITO DE LUBRICACIÓN



ROTURA DE UN RETÉN

3 -- ERRORES DE MONTAJECOJINETE INVERTIDOTAPAS DE BIELA O BANCADA INVERTIDASUÑETAS DE ANCLAJE FUERA DE SU POSICIÓN

4 -- ERRORES DE MECANIZADO DE LOS COMPONENTES.ALOJAMIENTO MAL RECTIFICADO (FACETADO O POLIGONAL)INTERFERENCIA CON EL RADIO DE ACUERDOERRORES DE FORMA DEL EJE: CÓNCAVO, CONVEXO O CÓNICODESALINEACIÓN ENTRE EJE Y ALOJAMIENTOAPRIETE INSUFICIENTE

5 -- SOBRECARGA

6 -- CORROSIÓN

7 -- CAVITACIÓN



La elección de la adecuada viscosidad para un sistema de engranajes de dientesrectos o helicoidales es dependiente de

• potencia expresada en kW o HP

• reducciones múltiples o simples

• velocidad expresada en rpm

• tipo de lubricación (circulación o salpicado)

Mantenimiento preventivo de las transmisiones

El cambio de lubricantes y el mantenimiento de los niveles en las cajas detransmisiones por engranajes forma parte del mantenimiento preventivo que hayque realizar a todo tipo de máquinas después de un periodo de funcionamiento.Este mantenimiento puede tener una frecuencia en horas de funcionamiento, enkilómetros recorridos o en tiempo cronológico, semanal, mensualmente oanualmente.

Deterioro y fallo de los engranajes

Las dos principales fuentes de fallo en un diente de engrane son por fricción yflexión, (llamados también pitting y bending en inglés), esto es debido a que lasfuerzas lógicas durante la transferencia de la fuerza por el diente / engranaje, lafricción de diente contra diente y la fuerza que deben de resistir los dientes, (el quetransfiere y el que recibe), como lo podemos apreciar en la gráfica deldesplazamiento del punto de engrane.

Representación del desplazamiento del punto de engrane en unengranaje recto.

Debido a la fricción sobre las superficie de los dientes, esta árease despasivisa, una de las cuales se vuelve anódica, mientras laotra se vuelve catódica, conduciendo esta zona a una corrosióngalvánica localizada. La corrosión penetra la masa del metal, coniones de difusión limitados.

Para minimizar el deterioro de la fricción es necesario seleccionar el lubricante adecuado, tomando en cuenta no solo la potenciade la aplicación, así como la temperatura, ciclo de trabajo, etc.

La flexión solo puede minimizarse seleccionando los materiales adecuados y/oseleccionando más material para el diente / engranaje, en otras palabras,seleccionando un engranaje más grande.

Como todo elemento técnico el primer fallo que puede tener un engranaje es queno haya sido calculado con los parámetros dimensionales y de resistencia

adecuada, con lo cual no es capaz de soportar el esfuerzo al que está sometido yse deteriora o rompe con rapidez.

El segundo fallo que puede tener un engranaje es que el material con el que hasido fabricado no reúne las especificaciones técnicas adecuadas principalmentelas de resistencia y tenacidad.

http://es.wikipedia.org/wiki/Kilovatio


http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Pitting&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Bending&action=edit&redlink=1


http://es.wikipedia.org/wiki/Lubricante

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Involute_wheel.gif


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http://es.wikipedia.org/wiki/Lubricante

lubricación de cojinetes engranajes caract.

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