El Maquinante

jueves, 5 de julio de 2018

APLICACIÓN DE LOS LUBRICANTES

Daremos una idea de cómo se aplican los lubricantes en los diferentes órganos o partes de mecanismos que están en movimiento y cómo funciona cada método.

Aplicaciones de los aceites
a. Lubricación por goteo.

Consiste en un recipiente de forma de botella invertido, con su cuello roscado para mantenerlo encima de órgano que se va a lubricar.
Un árbol metálico o émbolo alimenta el aceite del recipiente al eje que va a lubricar.
Una precaución que se debe tener con este sistema es la de no llenar completamente la botella de aceite. Una botella llena no contiene aire que haga bajar el aceite.
Como se ve en la figura, este sistema de lubricación se usa únicamente para soportes horizontales. Tampoco se usa para lubricar órganos expuestos a altas temperaturas y altas velocidades.

Este sistema es apto para órganos que necesitan poca lubricación y para transmisiones situadas en lo alto, de difícil alcance para la relubricación.

b. Lubricación con mecha.

Este sistema de lubricación aplicación aplica el principio de la capilaridad de un material poroso tal como el cordón de tela o estopa.
Funcionamiento:
El aceite es absorbido por la mecha y ésta lo deposita en el órgano que se quiere lubricar. Un extremo de la mecha está sumergido en el aceite, que también se encuentra en un fracaso invertido, y la otra se pone en contacto con el órgano en movimiento, que va a lubricar.
La cantidad de aceite se regula hallando el numero de mechas y variando la altura entre el nivel de aceite en el recipiente y el extremo opuesto de la mecha.
Cuando el mecanismo a lubricar se para, el flujo de aceite también debe detenerse para prevenir excesiva lubricación y desperdicio de lubricante.
Para detener el flujo de aceite se saca el extremo superior de la mecha del aceite. Sin embargo el aceite seguirá fluyendo hasta que la mecha se seque.
Es importante conocer el tipo de mecha adecuada. La mecha de estopa es mejor que la de algodón.

c. Lubricación alimentada por goteo.

Un suministrador de lubricante de alimentación a la vista estándar para ser utilizado en aplicaciones en las que la bancada a ser aceitada está a presión atmosférica. Nótese que el orificio para el llenado con aceite es una simple pieza de metal que se desliza hacia la abertura.
Este sistema de lubricación es muy usado en todos los tipos de maquinaria para lubricar engranajes, ejes, cadenas, etc.
En la lubricación por goteo el flujo se regula por medio de una válvula de aguja graduable. Una palanquita situada encima del recipiente permite poner en marcha la lubricación o detenerla.
La porción transparente en la base de la aceitera permite un chequeo visual del flujo de aceite en el mecanismo a lubricar.
El flujo debe chequearse después del servicio para estar seguro de que se mantiene el suministro adecuado.
La lubricación por goteo tiene algunas desventajas:
1. La cantidad de aceite suministrado varía con el nivel de aceite y con la temperatura de éste en el recipiente.
2. La regulación de la válvula de aguja puede alterarse incluso obstruirse a causa de partículas extrañas.
3. La lubricación por goteo requiere considerable atención en el llenado y regulación del flujo de aceite.

El tornillo de regulación de suministro de aceite ha sido desenroscado, dejando al descubierto la parte superior del eje de la válvula de agujas principal y del resorte. El resorte mantiene la tensión sobre el eje de la válvula de agujas realizando un movimiento hacia abajo cuando el suministrador se apaga. También sirve para sostener al eje firmemente cuando el mismo es levantado de su asiento durante la operación. El ajuste del tornillo determina la abertura de la válvula de agujas y por lo tanto la cantidad de aceite que se puede escapar.

El tornillo de regulación de suministro de aceite y el eje se muestran en una posición de funcionamiento normal. La palanca de bronce en la parte superior está hacia arriba, como se ve, para levantar el eje y permitir el paso de aceite a través de la abertura de la válvula de agujas situada en la parte de abajo del depósito. Cuando la palanca se gira a 90 grados, el eje baja y la válvula cierra el paso de aceite. Se agrega un brazo a esta palanca entre los trinquetes que apuntan a la izquierda el
cual se sostiene con un pasador de chaveta. Este tipo de palanca se usó en el Oldsmobile modelo Tablero Curvo y en el Reo monocilíndrico. Los distintos fabricantes utilizaron muchos tipos de palancas.

Aquí se muestran juntos los dos tipos diferentes de suministradores de lubricante de alimentación a la vista sin el tubo del depósito de vidrio. El tubo ecualizador se ve claramente en el suministrador de la izquierda.

La parte inferior de un suministrador de alimentación a la vista muestra el tapón que sostiene a la bola de la válvula de control en su lugar.
Este tapón especial se atornilla en el lugar y permite cierta regulación con respecto a la cantidad de movimiento que la bola tiene en el interior del área de la válvula.
Otro diseño utiliza un cable simple, colocado de forma transversal en la parte inferior, para evitar que la bola se caiga. En todos los casos la presión en el cárter “sopla” a la bola hacia arriba para sellar la abertura.
Cuando la presión cae, la bola cae, (abriendo el pasaje) permitiendo que el aceite corra.
Nótese que la bola sella sólo cuando es empujada hacia arriba. Cuando la bola cae, el asiento de abajo tiene unos cortes en muescas para evitar que la bola impida el pasaje de aceite. El diseño de frenado con cable, por su configuración natural, no permite que la bola selle la salida.

Un vistazo de los componentes de la válvula de control del suministrador de lubricante de alimentación a la vista. La bola de acero, en este suministrador de un Oldsmobile monocilíndrico, tiene un diámetro de ¼”. La abertura, en la que se encuentra la bola, tiene un diámetro de 3/8”. La bola se puede mover hacia abajo y hacia arriba aproximadamente un cuarto de pulgada, lo cual significa que la abertura entre el asiento de la parte superior de la bola y el descanso en la base
es de aprox. una pulgada y media. Bolas de diferentes diámetros requerirán más o menos espacio para el movimiento vertical. La cantidad exacta de movimiento no es un punto esencial.
El “asiento” a rosca de la derecha tiene una ranura que lo atraviesa (no visible) para permitir el paso de aceite cuando la bola descansa contra él.

Ilustración de catálogo del corte de una válvula de control comercial. Es de un folleto de la Essex Lubricator Company (Compañía de Suministradores de Lubricante Essex) de 1922

La terminación “tubular” del suministrador de lubricante de alimentación a la vista con su ventana de vidrio para observar el ritmo del aceite que gotea.
Se muestra claramente una vista lateral del tapón a rosca de la parte inferior.

La válvula de control de alimentación de aceite Maxwell, que se muestra desarmada, está situada en las cabezas de los cilindros.

Un boceto para mostrar cómo se puede agregar una válvula de control a la parte inferior de un alimentador.

d. Lubricación por anillo.

Este sistema consiste en que uno o mas anillos giran alrededor del árbol a lubricar, de diámetro muy superior al eje, al tiempo que pasa por el deposito de aceite, situado debajo del árbol.

El árbol tiene en su periferia una ranura sobre la cual el anillo se aloja y gira.
Como el anillo rota este arrastra el aceite del recipiente. El aceite se deposita en la parte alta del eje, repartiéndose por toda la superficie.
USOS:
Se usa el sistema de anillos en ejes horizontales, como líneas de transmisión, motores eléctricos y generadores, pequeñas turbinas de vapor, máquina de vapor, en chumaceras de compresores de aire y en maquinas de refrigeración.
VENTAJAS:
La ventaja particular de este sistema de lubricación es la de suministrar automáticamente una gran cantidad de aceite al árbol de rotación. Esto mientras halla suficiente lubricante en el deposito y mientras el anillo o anillos puedan girar libremente y distribuir el aceite al eje.
El numero de anillos depende del tamaño del soporte. La lubricación por anillos, no se puede usar en ejes que van a alta velocidad, porque el anillo podría patinar y no arrastrar buena cantidad de aceite produciendo una mala lubricación.

e. Lubricación por cadena.

Es una adaptación de la lubricación por anillo; en este caso se usa una cadena que reemplaza los anillos.
La flexibilidad de la cadena le permite tener mayor superficie de contacto con el eje que va a lubricar. En consecuencia la cadena suministrada más cantidad de aceite a bajas velocidades.
Recomendaciones:
Periódicamente debe chequearse el nivel del aceite del cojinete donde están alojados los anillos o cadenas, para permitir que éstos se sumerjan adecuadamente en el aceite.
El aceite del recipiente debe estar siempre limpio y libre de contaminaciones.

f. Lubricación por baño:

En la lubricación por baño el cojinete está girando en contacto con el eje en un baño de aceite.
Este tipo de lubricación es muy económico y no requiere más atención que la inspección regular del correcto nivel de aceite y un periódico lavado y llenado de aceite.
Precauciones:
Cuando el cojinete contiene bolas o rodillos se debe tener en cuenta que la bola o el rodillo debe estar sumergido 1/3 o ½ de su altura en el aceite.
Un nivel alto de aceite produce escapes y un aumento de temperatura en el cojinete.
Si el nivel de aceite es inferior al normal, se produce como es natural, mala lubricación.

g. Lubricación por salpicadura.

Las partes en movimiento en el recipiente y salpican el aceite contra el cojinete y las piezas que pasan por él, tales como tuberías por las cuales éste fluye por gravedad a las diferentes partes que requieren lubricación.
precauciones:
Aquí también se requiere un nivel de aceite cuidadoso mantenido.
Un cambio periódico del aceite nos proporciona buena lubricación con un aceite limpio.
El cambio del aceite depende de las condiciones de operación y localización del equipo.
El aceite debe cambiarse con más frecuencia en lugares polvorientos o sucios que en lugares limpios.
Usos:
El sistema de lubricación por salpique se usa para mecanismos que tengan manivelas u otras partes en movimiento encerradas en cárter hermético que sirve de recipientes para el aceite.
Las máquinas que tienen estos mecanismos y este sistema de lubricación son: Compresores de aire, compresores para refrigeración y máquinas de vapor.
Todos los sistemas anteriormente estudiados se usan para uno o varios cojinetes; todos ellos son de realizar a mano o semi- automáticamente.
Cuando lubricamos por alguno de éstos métodos se necesita tiempo y atención. Cuantos más cojinetes tiene un mecanismo, se requiere más relubricación.

SISTEMA DE LUBRICACION CENTRALIZADOS
Sistema de lubricación forzada
El sistema de lubricación centralizado suministra un control de la cantidad de lubricante dad a cada uno de los órganos de una máquina.

La finalidad es suprimir la lubricación a mano o por gravedad. Este sistema reduce costos de mantenimiento. Hay tres tipos de lubricación centralizada.

Sistema de una sola presión

Con una sola presión del mango de la bomba es suficiente para una correcta lubricación; es operado a mano.
Composición del sistema
Consiste en un recipiente, una bomba, válvulas contadoras de aceite y de una línea distribuidora con válvulas contadoras en cada punto de lubricación.
Funcionamiento del sistema
Cuando se opera la bomba, el aceite se reparte a presión por la línea de distribución.
Cuando el aceite alcanza cierta presión, el cheque de cada válvula salta permitiendo el paso del lubricante a todos los puntos de lubricación.
Después de que todos los contadores han dejado pasar la cantidad requerida, la línea de presión deja de enviar aceite, y el sistema queda listo para el próximo ciclo de lubricación.
En algunas instalaciones la presión de un manómetro nos muestra cualquier cambio de presión en la línea y nos indica, cuando se ha terminado la lubricación.
Las válvulas contadoras pueden ajustarse a la cantidad correcta de aceite, que requiere cada órgano a lubricar. Este sistema requiere un mínimo de mantenimiento.
Es muy utilizado el sistema de lubricación forzado bien sea por accionamiento manual o mecánico.

Lubricación mecánica.

La lubricación mecánica es quizá el sistema más usado entre los automáticos.
La mayoría de los grandes compresores son de lubricación completamente automática.
La parte central de un lubricador mecánico consiste de un recipiente, localizado en un punto conveniente junto a la máquina a lubricar. Dentro del recipiente hay una serie de bombas de émbolo.
Manejo:
Todas las partes individuales se operan con el mismo eje leva. En la carrera descendente del émbolo primario el aceite se aspira a través del filtro colocado en el fondo del recipiente en el émbolo primario.
Cuando el émbolo primario se mueve hacia arriba, el aceite pasa a través del tubo cuenta- gotas o de alimentación visible, para seguir luego por la válvula de esfera hacia la chumacera u órgano a lubricar.
El lubricador puede ser accionado por un motor, por un árbol en rotación o por un mecanismo recíproco de la misma máquina.
Con este sistema es muy poco el aceite desperdiciado.
En la mayoría de los casos el lubricador no trabaja cuando la máquina está fuera de servicio, sin que haya aceite perdido en este período.
Precauciones:
Este sistema requiere la mínima atención, excepto la de tener una correcta regulación del aceite y la de llenar el recipiente cuando sea necesario.
El aceite se regula por medio del tornillo de regulación de alimentación.
Girando este tornillo se cambia la carrera del émbolo primario.

Sistema de lubricación por gravedad.

La lubricación por gravedad se usa cuando se necesita suministrar gran cantidad de aceite con el fin de lubricar y refrigerar.
También se usa cuando las condiciones de operación hacen necesario proveer un flujo que actúa dentro de los soportes o chumaceras para remover toda partícula de metal, arena y lodo, que a menudo depositan en los soportes de los órganos en movimiento.
Funcionamiento:
Este se basa en la Ley de la Gravedad para conducir el aceite desde un recipiente hasta las partes que se van a lubricar. La alimentación por gravedad suministra un flujo continuo de aceite a los cojinetes.
El aceite sobrante de la lubricación cae al fondo de la unidad de lubricación y desde allí se bombea al recipiente de almacenamiento y suministro.
Este es el sistema más simple de lubricación por gravedad.

SISTEMA AUTOMATICO DE APLICACIÓN DE ACEITE
(APLICACIÓN DE NIEBLA PURA)

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ENTRADAS RELACIONADAS

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FUENTE:

Luis Burgio "SEMINARIO DE TRIBOLOGIA Y LUBRICACIÓN"

BIBLIOGRAFÍA
• ELEMENTOS DE MAQUINAS, Lubricación de maquinarias, SENA.1985.
• TRIBOLOGIA Y LUBRICACIÓN INDUSTRIAL Y AUTOMOTRIZ. Albarracin Pedro. Tomo 1, segunda edición.
• MECANICA DE FLUIDOS. Mott. Ed. Prentice Hall.
• FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA. Groover, J:P. Ed. Prentice Hall.

Sensible and Latent Heat

Sensible and Latent Heat
👉Sensible heat

As the name Sensible suggests we can sense (feel) this type of heat, but how can you sense heat. Well you can’t really sense heat by itself, but you can sense its effect, the temperature stored in matter.

Let’s look at an example to explain this idea. In the picture below we boil water on the top a stove and as you can see the temperature rises to 212o F or 100o C.

👉Latent Heat

Now let’s look at latent heat in this same example. You may notice that once the water reaches the boiling point 212o F or 100o C., you really can’t raise the temperature any higher, yet we continue to add heat. So where does the heat go? I am adding heat, I am sure, the stove is still on adding heat, and I may remember from the heat pump thermal theory section, that “Heat can’t be created from nothing nor can it vanish. We can only transform it from one form to another”. Yea I remember the 1st Law of Thermodynamics. So where did it go?

Well it is simple; there is an energy that attracts water molecules together, keeping it in a liquid form. Now what you are really doing is breaking those bonds and as a result the water is transforming to a vapor form and you need energy for that. In simple terms you are evaporating the water and you need to add energy in the form of heat for that.

So latent heat or the heat of evaporation is the heat that the matter uses to transform or reject from one form to another without raising or reducing its temperature.

Hold on a second. So I do understand that we need heat to evaporate any matter, but what dose reject mean? Excellent question. When we condense any matter such as water from vapor, that water rejects the heat that it used it before to evaporate, yet without dropping its temperature.

So is latent heat, the heat used for evaporation and condensation only? No, any time matter needs to change from one form to anther it either uses or rejects heat we called that heat latent …

From Solid to liquid (melting) from liquid to vapor (evaporation) from vapor to liquid (condensation) from liquid to solid (freezing).

Heat is Heat
Before we go any further, there is a very important fact I want you to understand “heat is heat”. It is the way the matter uses it that defines whether it is sensible or latent.

To explain this more clearly let’s do this fun experiment. Hold a small cube of ice in your as shown in this image. Did you notice what happened? The cube of ice starts to melt, changing it form from solid to liquid. That requires heat, or more precisely latent heat. Where does it get the heat? It must get it from the nearest surface to it, which is your hand, so the cube of ice is absorbing heat from your hand and using it to melt the cube of ice. This is an example of latent heat. So far so good.

But your hand didn't melt (I hope J) from the heat that was absorbed by the ice cube. Rather your hand’s temperature dropped, so the same heat that melts the ice cube (latent heat) was sensible to your hand because its temperature dropped.

Your very own personal Air Conditioner
Sensible and Latent heat interchange play a very important role in the Air Conditioning Industry. In fact it is the very core of its cycle, as we will discuss in the Refrigeration Cycle section, but nature is full of examples for Sensible and Latent heat interchange.

Did you ever think that every one of us has a very personal Air Conditioner? Well, when you sweat, this is a very clear example for Sensible and Latent heat interchange. When you do any effort you sweat, which is basically water on the surface of your skin. When air hits your skin’s surface, the sweat will evaporate and that’s need heat (latent heat) and yes you are correct it will absorb that heat from the nearest surface to it, which is your skin. Then your skin will drop in temperature (sensible heat). That’s why in humid climates when sweat doesn't evaporate that fast because the climate is Saturated with water you feel hotter. Sweat evaporation process is a very clear example for Sensible and Latent heat interchange.

Nature’s Air conditioner
A cool ocean breeze is another clear example for the sensible and latent heat interchange. When the sun hits the water’s surface, the water will evaporate absorbing heat from the rest of the water, which in turn cools down. Then when the wind hits that waters surface, the water will cool down as well. That’s why you feel that cool breeze coming when you sit in front of the ocean or a lake.

SOURCE:

http://www.heatpump-reviews.com/Sensible-and-Latent-Heat.html

GRASAS LUBRICANTES

Las grasas lubricantes son aceites minerales espesados con jabones. El jabón actúa como base o soporte del aceite.Tanto las propiedades de la base como del aceite lubricante, así como las proporciones de cada uno de estos componentes, proporcionan las características físico-químicas que son las que determinan el uso y aplicaciones de cada tipo.

CARACTERISTICAS DE LAS GRASAS
Las principales características de las grasas son:

1. CONSISTENCIA:
Es el grado de dureza o resistencia a la penetración. Generalmente depende de los elementos que la componen, de la cantidad, y del proceso de elaboración.
La consistencia se mide con el Penetrómetro.
El ensayo se reduce a dejar el Penetrómetro sobre la superficie de la grasa, sin más fuerza que la de su propio peso y durante 25 seg. Se observa en la carátula lo que ha penetrado en décimas de milímetro. Esta prueba se realiza a una temperatura estándar de 25ºC.
El peso del Penetrómetro es de 150 gramos de peso.
La A.S.T.M (American Society Testing Materials) Sociedad Americana para prueba de Materiales, y la NLGI (National Lubricating Grease Institute)

Instituto Nacional de Grasas, determinan la penetración en el siguiente cuadro:

2. ESTABILIDAD:
La estabilidad de una grasa es la constante que determina el comportamiento del producto en lo referente a la separación del jabón y del aceite ante las duras agresiones de temperatura, velocidad y presión, que deben soportar durante su trabajo o bien durante el almacenamiento prolongado.
El fenómeno de no estabilidad se aprecia por la formación de una capa superficial de aceite líquido sobre la masa total de la grasa. Son poco estables las grasas a base de calcio.

3. REVERSIBILIDAD:
Se entiende por reversibilidad en una grasa la propiedad de recuperar su estructura primitiva una vez separados el aceite y el jabón por acción de su elevada temperatura y velocidad. Es casi una propiedad imprescindible en las grasas destinadas a la lubricación de rodamientos.

4. PUNTO DE FUSION Y DE GOTA:
Es la temperatura en la cual una grasa deja de compenetrarse como tal y se transforma en un aceite y un jabón ambos por separado. Si se prosigue calentando la fluodificación se irá incrementando hasta que se desprenda una gota.

5. ADHERENCIA O PEGAJOSIDAD:
La adherencia o pegajosidad de una grasa la determina casi exclusivamente la clase de jabón empleado. Las grasas fibras presentan mayor adherencia que las mantequillosas.

Esta propiedad es importante cuando se trata de engrasar sistemas muy revolucionados (giratorios).

OTRAS GRASAS
También existen otras clases de grasas que no son las de aceites minerales espesados con jabones. Citaremos entre ellas:
A. Grasas fabricadas con lubricantes sintéticos espesados con jabones, o aceites de siliconas
B. Grasas fabricadas con lubricantes espesados, no con jabones sino con arcillas coloidales (Bentone).
C. Grasas fabricadas con bisulfuro de molibdeno, grafito, etc.
El empleo de las grasas a base de siliconas va extendiéndose rápidamente a pesar de su menor capacidad lubricante con respecto a las de aceites minerales y de su precio muchísimo más elevado, por su perfecto comportamiento ante la temperatura, la cual no le afecta hasta pasados los 200ºC.
Además, una de las propiedades más interesantes de este tipo de grasas es la gran diferencia en pérdida de peso con las normales ante un mismo ataque térmico.
En las grasas de muy buena calidad elaboradas a base de aceites minerales, la pérdida de peso experimentado al exponerlas a una temperatura de 65ºC durante cuarenta horas, es de un 35 a un 40% mientras que la misma experiencia realizada con las de siliconas da un valor oscilante alrededor del 4%.

SELECCIÓN DE LUBRICANTES

ACEITE CONTRA GRASAS:
El uso de uno u otro dependerá más o menos, del diseño del cojinete, de las condiciones de trabajo y del tipo de máquina que se va a lubricar.

VENTAJAS DE LAS GRASAS
1. La frecuencia de lubricación es usualmente menor cuando se usa grasa que cuando se usa aceite. Esto hace a la grasa ideal para puntos de lubricación de difícil acceso.

2. La grasa es menos propensa a derramarse del alojamiento de un cojinete, por su naturaleza plástica, especialmente en lugares poco cubiertos.

3. Usualmente se necesita menos grasa para la buena lubricación de un cojinete que la que se necesitaría en el caso de usarse aceite.

4. La grasa actúa como un sello contra el polvo, la suciedad y el agua.

VENTAJAS DE LOS ACEITES:

1. El aceite se adapta más a todas las partes de una máquina, como cojinetes engranajes y correderas.

2. El aceite es más fácil de manipular en el vaciado y llenado de cárteres o depósitos cerrados. Por ejemplo: Caja de velocidades.

3. Es más fácil controlar la cantidad correcta de lubricante en un cojinete cuando se utiliza aceite.

4. El aceite es más adecuado para una escala amplia de temperatura y condiciones de operación. Si debido a las altas temperaturas de operación se requiere el enfriamiento del aceite podemos usar un sistema circulatorio de aceite, o serpentines de enfriamiento.

5. Los aceites ofrecen una escala más amplia de viscosidad a elegir para un campo más amplio de velocidades y cargas a soportar que con las grasas.

6. Es posible un campo más amplio de elección de métodos de aplicación con el aceite que con las grasas.
En la siguiente grafica se indica la cantidad de aceite o grasa a suministrar cuando se trata de lubricar rodamientos.
Cuando se utiliza aceite, el nivel del aceite debe llegar hasta la mitad del rodillo o bola mas baja.
Si se utiliza grasa se aplica una cantidad aproximada de ¼ a 1/3 del volumen de la cavidad disponible.

LUBRICANTES SÓLIDOS
En muchas aplicaciones no se pueden utilizar grasas o aceites, ya sea por la dificultad de aplicarlos, por problemas de sellado o por condiciones ambientales desfavorables. Por lo tanto, ha sido necesario desarrollar una serie de lubricantes sólidos de baja fricción, tal como el Bisulfuro de Molibdeno (Mo S2), que previenen el desgaste y que mantienen una película más o menos permanente enlazada a las superficies metálicas.
Son utilizados como lubricantes sólidos, entre otros, el Bisulfuro de Molibdeno, el grafito, bentonitas, el talco, greda (con base silicosa), óxido de Zinc (Zn O2) y otros.

GRAFITO:
El grafito coloidal de horno elétrico, se ha venido utilizando por su gran untuosidad, para resolver problemas de lubricación que sin él se consideraban insalvables, tal como la lubricación seca a temperaturas extremas, separación de moldes, etc.
El grafito tiene gran dispersabilidad en un gran número de líquidos, una alta resistencia a la oxidación a elevadas temperaturas, es inatacable por ácidos y alcalinos y tiene idéntica polaridad en todas las partículas cargadas eléctricamente.
Además no se dilata por el calor, es adhesivo a las superficies metálicas y es buen conductor del calor y de la electricidad. El grafito puede ser natural o artificial. Cuando se utilice el grafito en dispersiones debe tenerse en cuenta, hacerlo con un criterio autorizado o consultar a la casa suministradora para que ella instruya convenientemente, pues aquí, más que en cualquier otra modalidad de lubricación, los errores pueden ser muy perjudiciales, ya que el medio dispersante a utilizar varía considerablemente.
Tales dispersores generalmente son el agua destilada, el aceite mineral, el aceite de recino, los lubricantes y resinas sintéticas, naftas, octano, eptano, etc., añadiéndoseles el grafito, en diferentes proporciones.

BISULFURO DE MOLIBDENO:
El bisulfuro de molibdeno como lubricante se viene utilizando desde el año 1950, en el que se descubrió que reunía muchas de las cualidades del lubricante ideal.
El bisulfuro de molibdeno es resistente al ataque de muchos ácidos, es atacado por el agua regia, ácido clorhídrico hirviente (CIH). No es magnético, es semiaislante.
El lubricante seco solamente se utiliza con resultados satisfactorios cuando, por razones de extremas temperaturas, altas o bajas, no pueden mantenerse películas líquidas y en atmósferas polvorientas, donde las películas líquida no resultan convenientes, así como en mecanismos de altísima precisión cuyas piezas están montadas sin juego, o donde haya peligro de deterioro de películas líquidas que pudieran alterar movimientos en aparatos ultrasensibles.
Sin embargo, sus mejores resultados, tanto técnicos como comerciales los da cuando trabaja disuelto por una serie de solventes específicos para cada clase de trabajo a desempeñar.
Estos productos los cuales se ha aditivado el bisulfuro de molibdeno generalmente son: Fluidos minerales, aceites sintéticos, siliconas, grasas, consistentes de litio, resinas sintéticas, disolventes orgánicos y resinas termoplásticas.
Las condiciones y características que lo distinguen de los aceites lubricantes convencionales, son las siguientes:

1. Adherencia tenaz.
2. Aumento de la capacidad de carga.
3. Disminución del desgaste.
4. Protección en el arranque en frío.
5. Disminución de temperaturas operacionales.
6. Absorción de impactos y vibraciones.

APLICACIONES DEL BISULFURO DE MOLIBDENO
Entre las aplicaciones donde el bisulfuro de molibdeno se considera superior a cualquier otro lubricante, pueden citarse:

1. Cojinetes plásticos.
2. Ambientales polvorientos y abrasivos.
3. Estirado de alambres, perfiles y tubos en siderúrgica.
4. Uniones roscadas, válvulas y husillos en aparatos de oxígeno y nitrógeno líquido.
5. Como lubricante en el vacío.
6. Aditivo o grasa como solución de severos problemas de desgastes en partes vitales de aviones y ferrocarriles.
7. Ventiladores expuestos a altas temperaturas, empaquetaduras de asbesto de tubos, puestas de caldera, industrias cementeras en especial.
8. Montaje en general de trituradores de piedras, molinos, prensas, rodillos de tractores, chumaceras, engranajes, pernos, tuercas, sin- fines, pasadores, bombas, ejes, turbinas.
9. Industrias pesadas o livianas donde existan problemas de fuertes cargas, extrema temperatura, ambientes corrosivos y severos desgastes.
10. Cojinetes de laminadores.

ADITIVOS:

Los lubricantes modernos contienen cada vez y más frecuentemente pequeñas cantidades de sustancias químicas llamadas aditivos, entre los cuales podemos mencionar: Aditivos para elevar el índice de viscosidad, aumentar la resistencia a la oxidación, dar propiedades detergentes, incrementar la resistencia de la película lubricante, dar productos de extrema presión, cambiar el color, bajar el punto de congelación etc. Son elaborados normalmente para llenar ciertos requerimientos de lubricación, en general son más caros que los aceites minerales puros y no se justifica su uso salvo que las condiciones de operación sean tales que requieran el uso de estos aditivos.

IMPORTANTE:

Por ser los aditivos compuestos químicos pueden producir efectos adversos, que deben conocerlos quien los vaya a utilizar, su desconocimiento uede llegar a causar daños graves en los mecanismos o en el lubricante.

Si se tiene en su uso conviene consultar el servicio técnico de la casa que distribuye los aditivos.

CLASES DE ADITIVOS:

Los aditivos pueden dividirse en dos grandes grupos, según los efectos que producen.

1. Inhibidores:

Destinados a retardar la degradación del aceite, actuando como detergente, dispersante, antioxidantes y anticorrosivos.

2. Aditivos mejoradores:

De las cualidades básicas físicas, con acción sobre el índice de viscosidad, el punto mínimo de fluidez, el poder antiespumante, la untuosidad, la extrema presión y la rigidez dieléctrica, aumento del punto de inflamación y reducción del pùnto de congelación entre otras.

Lo anterior significa que para conseguir cada cualidad sea preciso adicionar el aditivo correspondiente, ya que en el mercado existen productos que pueden proporcionar varias ventajas simultáneamente.

Nunca es recomendable adicionar a un mismo tiempo un aceite con varios aditivos, a no ser que la casa fabricante lo recomiende, evitándose además mezclar aditivos de diferentes casas fabricantes.

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ENTRADAS RELACIONADAS

miércoles, 4 de julio de 2018

LA VISCOSIDAD DE LOS LUBRICANTES

LA VISCOSIDAD
La viscosidad es la resistencia que opone el aceite a fluir libremente. La viscosidad es una de las propiedades más importantes de un aceite lubricante.
Es uno de los factores responsables de la formación de la capa de lubricación, bajo distintas condiciones de espesor de esta capa. La viscosidad afecta la generación de calor en rodamientos, cilindros y engranajes debido a la fricción interna del aceite. Esto afecta las propiedades sellantes del aceite y la velocidad de su consumo. Determina la facilidad con la que las máquinas se pueden poner en funcionamiento a varias temperaturas, especialmente a las bajas. La operación satisfactoria de una dada pieza de un equipo depende fundamentalmente del uso de un aceite con la viscosidad adecuada a las condiciones de operación esperadas.

VISCOSIDAD DINAMICA

El concepto básico de la viscosidad se muestra en la figura, donde una placa se mueve a una velocidad constante V sobre una capa de aceite. El aceite se adhiere a ambas caras de las placas, la móvil y la estacionaria. El aceite en contacto con la cara de la placa móvil viaja a la misma velocidad que ésta, mientras que el aceite en contacto con la placa estacionaria tiene velocidad nula. Entre ambas placas, se puede visualizar al aceite como si estuviera compuesto por muchas capas, cada una de ellas siendo arrastrada por la superior a una fracción de la velocidad V, proporcional a su distancia de la placa estacionaria. Una fuerza F debe ser aplicada a la placa móvil para vencer a la fricción entre las capas fluidas. Dado que esta fricción esta relacionada con la viscosidad, la fuerza necesaria para mover la placa es proporcional a la viscosidad. La viscosidad se puede determinar midiendo la fuerza necesaria para vencer la resistencia a la fricción del fluido en una capa de dimensiones
conocidas. La viscosidad determinada de esta manera se llama dinámica o absoluta.
La viscosidad dinámica normalmente se expresa en poise (P) o centipoise (cP, donde 1 cP = 0,01 P), o en unidades del Sistema Internacional como pascales segundo (Pa-s, donde 1 Pa-s = 10 P). La viscosidad dinámica, la cual es función sólo de la fricción interna del fluido, es la cantidad usada más
frecuentemente en el diseño de cojinetes y el cálculo de flujo de aceites.

VISCOSIDAD CINEMÁTICA
Debido a que es más conveniente medir la viscosidad de manera tal que tenga en cuenta la densidad del aceite, para caracterizar a los lubricantes normalmente se utiliza la viscosidad cinemática.
La viscosidad cinemática de un fluido es su viscosidad dinámica dividida por su densidad, ambos medidos a la misma temperatura, y expresada en unidades consistentes. Las unidades más comunes que se utilizan para expresar la viscosidad cinemática son: stokes (St) o centistokes (cSt, donde 1 cSt = 0,01 St), o en unidades del SI como milímetros cuadrados por segundo (mm2/s, donde 1 mm2/s = 1 cSt).
La viscosidad dinámica en centipoise se puede convertir en viscosidad cinemática en centistokes dividiéndola por la densidad del fluido en gramos por centímetro cúbico (g/cm3) a la misma temperatura. La viscosidad cinemática en milímetros cuadrados por segundo se puede convertir en
viscosidad dinámica en pascal-segundos multiplicando por la densidad en gramos por centímetro cúbico y dividiendo el resultado por 1000.

MEDICION DE LA VISCOSIDAD
Los procedimientos y el equipo para medir la viscosidad son numerosos.
Algunos emplean los principios fundamentales de la mecánica de fluidos para tener la viscosidad en sus unidades básicas.

Viscómetro de tambor giratorio

VISCO ELITE

Se hace girar el tambor exterior a una velocidad angular constante, mientras que el tambor interior se mantiene estacionario, el fluido que esta en contacto con el tambor giratorio tiene una velocidad lineal, conocida, mientras que el fluido que está en contacto con el tambor interior tiene una velocidad cero.

Viscómetro de tubo capilar

Lo constituyen dos recipientes conectados por un tubo largo de diámetro pequeño.

Viscómetro estándar calibrados capilares de vidrio

Utilizados para medir la viscosidad cinemática de líquidos transparentes y opacos.

Viscosímetro capilar

Viscosímetros capilares automáticos y semiautomáticos

Equipos de medida de la viscosidad capilar automáticos y semiautomáticos que facilitan este trabajo y con los que se obtienen valores de medida precisos y reproducibles.
El ViscoClock es un medidor automático del tiempo de caída. Es una alternativa al cronómetro que le ahorrará tiempo y dinero y con la que eliminará el error humano en el cronometraje.

Viscómetro de caída de bola

VISCO BALL

Este funciona haciendo que una bola esférica caiga libremente a través del fluido y midiendo el tiempo requerido para que ésta recorra una distancia conocida.

GRADOS DE VISCOSIDAD SAE
La Sociedad de Ingenieros automotrices (SAE) ha desarrollado un sistema de valoración en aceites para motor y lubricantes de engranajes y de ejes que indica la viscosidad de los aceites a temperaturas específicas. Los aceites que tienen el sufijo W deben tener viscosidades cinemáticas en los intervalos
indicados a 100º C. Los aceites de multiviscosidad, como el SAE 10W – 30, deben cumplir con las normas en las condiciones de baja y de alta temperaturas.

La especificación de valores de viscosidad máxima a baja temperatura para aceites está relacionada con la capacidad del aceite para fluir hacia las superficies que necesitan lubricación, a las velocidades de motor que se alcanzan durante el inicio del funcionamiento a bajas temperaturas. La viscosidad de bombeo indica la capacidad del aceite para fluir hacia la entrada de la bomba de aceite de un motor.
Las especificaciones del intervalo de viscosidades a altas temperaturas se relacionan con la capacidad del aceite de proporcionar una película de aceite satisfactoria para llevar las cargas esperadas mientras no se tenga una viscosidad excesivamente alta que pudiera aumentar la fricción y las pérdidas de energía generadas por las partes en movimiento.

GRADOS DE VISCOSIDAD ISO
Los lubricantes que se utilizan en aplicaciones industriales deben estar disponibles en un amplio intervalo de viscosidades, para cumplir con las necesidades de maquinaria de producción, cojinetes, accionadores de engranajes, máquinas eléctricas, ventiladores y sopladores, sistemas de potencia de fluido, equipo móvil y muchos otros dispositivos. Los diseñadores de tales sistemas deben asegurarse de que el lubricante puede soportar la temperatura a las que se le va a someter mientras desarrollan una capacidad suficiente de traslado de peso. Por consiguiente se tiene necesidad de una amplia variedad de viscosidades.
Para cumplir con tales requerimientos y seguir teniendo un cierto número de opiniones manejables y económicas, la Norma ASTM D2422, clasificación estándar de lubricantes fluidos industriales por sistema de viscosidad, define un conjunto de 18 grados de viscosidad ISO. La designación estándar incluye el prefijo ISO VG seguido por un número que representa la viscosidad nominal en cSt (mm2 /s) para una temperatura de 40ºC.

VISCOSIMETROS: Para medir la viscosidad utilizamos los viscosímetros.

A. VISCOSIMETRO Saybolt: S.S.U.

Nos da el tiempo en segundos en que tarda en pasar una muestra de 60 cm3 de aceite a través de un orificio estándar y a una temperatura determinada la cual puede ser 100ºF, 130ºF, 210ºF, (38ºC,54ºC,100ºC). A las unidades obtenidas con este viscosímetro se les denomina segundos Saybolt universal (S.S.U). Empleado en los E.E.U.U.
Por ejemplo: El aceite hidráulico NUTO 32 de la ESSO, tiene una viscosidad de 147 S.U a 100ºF y una viscosidad de 43 S.S.U a 210ºF.
Entre mayor sea el S.S.U mayor será su viscosidad.

B. VISCOSIMETRO Engler: ( grados Engler ºE)
Usado en Europa, excepto Inglaterra. Es la relación que resulta de dividir el tiempo de derrame de 200 cm3 de aceite a la temperatura que se desee comprobar la viscosidad y el de igual cantidad de agua a 20ºC (50 a 52 seg) también las temperaturas de 50ºC y 100ºC.

C. VISCOSIMETRO Redwood: (segundo Redwood)
Utilizado en Inglaterra y corresponde al tiempo de derrame de 50 cm3 de aceite. La referencia de temperatura del aceite es de 100ºF, 130ºF y 210ºF.

CARACTERISTIAS DE LOS LUBRICANTES

1. VISCOSIDAD:
La característica más importante de los aceites.

2. INDICE DE VISCOSIDAD: I.V.
E índice de viscosidad es el valor que indica la variación de la viscosidad de un aceite frente a la acción de la temperatura. Para hallar el índice de viscosidad se compara la variación de viscosidad que ha sufrido un aceite a dos temperaturas distintas y fijas, casi siempre 100ºF (38ºC) y 210ºF (99ºC).
Se ha establecido una escala convencional que va de 0 a 100, donde los aceites que tiendan a 0 representan los de mayor variación y son poco estables y los cercanos a 100 son los más estables.
Se han logrado por medio de aditivos, índices de viscosidad superiores a 100 y se consideran estos aceites como inafectables por la temperatura. Para uso automotriz se deben utilizar I.V. superiores a 85.

3. UNTUOSIDAD:
Se entiende por untuosidad la adherencia del aceite a las superficies a lubricar. Es una propiedad de acción física, la cual, aunque siempre es de interés, tiene su máximo exponente en la lubricación de motores de vehículos y de cojinetes sometidos a frecuentes paradas y arrancadas.

4. DENSIDAD: (Gravedad específica)
Densidad es la relación existente entre el peso de un volumen determinado de una sustancia y el del agua destilada a 4ºC. En los aceites lubricantes esta relación es menor a la unidad (0,855 a 0,934), lo cual nos indica que son menos pesados que el agua, razón por la que flotan en ella. La densidad de los aceites se da a la temperatura de 15,5ºC.

5. PUNTOS DE FLUIDEAZ Y CONGELACION:
El punto de fluidez es aquella constante que indica cuál es la mínima temperatura a la que fluye el aceite por los circuitos de lubricación, es decir el aceite a bajas temperaturas se va volviendo más viscoso, hasta que llega el momento en que deja de fluir. Esta característica se debe tener en cuenta
principalmente en aceites que van a lubricar mecanismos que trabajan a bajas temperaturas, por ejemplo máquinas frigoríficas.
Si se continúa enfriando el aceite, casi inmediatamente se produce la congelación total, punto éste que se conoce como congelación.

6. PUNTO DE INFLAMACION Y COMBUSTION:
El punto de inflamación de un aceite lo determina la temperatura mínima a la cual los vapores desprendidos por un aceite se inflaman en presencia de una llama o chispa que va saltando casi de un modo continuo.
El punto de inflamación tiene una importancia vital en aquellos mecanismos donde el aceite trabaja a elevadas temperaturas; por ejemplo, motores de combustión interna en los que se requieren puntos de inflamación superiores a 215ºC. En cambio para lugares donde la temperatura sea la ambiental o
ligeramente superior, esta característica no tiene interés alguno, ya que todos los aceites superan en mucho a dicha temperatura.
Si se prosigue calentando el aceite al llegar a una temperatura de 20º o 30ºC superior al punto de inflamación, los vapores desprendidos ya no arden momentáneamente, sino de un modo continuado; este fenómeno se conoce con el nombre de punto de combustión.

7. ACIDEZ:
Es el porcentaje de ácidos libres que un aceite contiene. Dichos ácidos siempre son perjudiciales tanto para el lubricante como para los metales con los que están en contacto. No es aceptable un aceite que arroje un porcentaje de acidez superior al 0,25%.
Una de las formas de definir la acidez o alcalinidad de una materia es por la escala PH que va numerada desde 0 hasta 14, 14; en esta escala hay un punto intermedio de 7,07 que corresponde al agua destilada, o sea, el neutro.
De este punto neutro hacia abajo se encuentran los ácidos a menor numero de pH, más concentración ácida y los pH superiores indican los alcalinos, a mayor número de pH, más elevada concentración alcalina.
Materias con un pH de 0,5 o 1 son los ácidos enérgicos como el sulfúrico, nítrico, clorhídrico, fosfórico, fluorhídrico.
Materias con un pH de 13,5 o 14 son soluciones alcalinas del estilo de la sosa o potasa cáustica.

8. INDICE DE ACIDEZ:
Entiéndese por número o índice de acidez el número de miligramos de potasa cáustica (K 0H) necesarios para neutralizar la acidez libre de un gramo de grasa o aceite.

9. PORCENTAJE EN CENIZAS:
Las impurezas (ceniza y azufre) siempre son indeseables en los aceites. En la mayor parte de los casos, proceden de los alcalis utilizados en la refinación y que no han sido después completamente eliminados, o bien provienen de desprendimiento de impurezas o costras de los conductos por los que atraviesa durante todo el ciclo.
Los aceites con porcentajes de cenizas superiores a un 0,02% no son recomendables para lugares finamente ajustados y revolucionados.

10. RESIDUO CARBONOSO
El residuo carbonoso es la tendencia a la formación de carbón en los aceites que han de trabajar n lugares que, por su alta temperatura se queman.
Los porcentajes de carbón admisibles en los aceites lubricantes son de 0.1 hasta 0.9%.

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