Tipos De Lubricacion

LUBRICACIÓN

1.- INTRODUCCIÓN

2.- LEYES DEL ROZAMIENTO FLUIDO

2.1.- TIPOS DE ENGRASE

3.- REGÍMENES DE LUBRICACIÓN

3.1.- LUBRICACIÓN HIDROSTÁTICA

3.2.- LUBRICACIÓN HIDRODINAMICA

3.3.- LUBRICACIÓN ELASTOHIDRODINÁMICA

3.4.- LUBRICACION MIXTA Y LÍMITE

3.5 .- LUBRICACIÓN SÓLIDA

4.- PROPIEDADES DE LOS LUBRICANTES

4.1.- VISCOSIDAD

4.1.1.- Viscosidad dinámica

4.1.2.- Viscosidad cinemática

4.2.- RELACIÓN DE LA VISCOSIDAD CON LA TEMPERATURA

4.3.- VISCOSIDADES SAE

4.4.- INDICE DE VISCOSIDAD

4.5.- ACEITES MULTIGRADO

4.6.- VARIACIÓN DE LA VISCOSIDAD CON LA PRESIÓN

4.7.- UNTUOSIDAD

4.8.- DENSIDAD

4.9.- CALOR ESPECÍFICO

4.10.- OTRAS PROPIEDADES

5.- CLASIFICACIÓN DE LOS LUBRICANTES

6.- GRASAS

6.1.- PROPIEDADES DE LAS GRASAS

6.2.- TIPOS DE GRASAS

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1.- INTRODUCCION

Tribología es la ciencia y tecnología de los sistemas en movimiento y en contacto mutuo. Comprende la fricción, lubricación, desgaste y otros aspectos relacionados con la ingeniería, física, química, metalurgia, fisiología, etc. Es por tanto una ciencia interdisciplinar.

Las resistencias pasivas debidas al rozamiento tienen dos orígenes:

- Rugosidades de las superficies de los cuerpos en contacto.

- Atracciones producidas por las afinidades moleculares que se manifiestan superficialmente.

Para minimizar el rozamiento debido al estado superficial, se deben controlar los procesos de acabado durante la fabricación de las piezas en contacto, mientras que para evitar las atracciones moleculares, es necesario interponer entre ambas algún cuerpo cuyo rozamiento interno sustituya al directo entre los dos cuerpos.

El propósito de la lubricación o engrase es el de interponer una película de un material fácilmente cizallable entre órganos con movimiento relativo. La sustancia fácilmente cizallable es lo que se conoce como lubricante.

Existen varios tipos de rozamiento. Si las dos superficies en contacto se separan por la interposición permanente de una sustancia lubricante, el rozamiento será de tipo “fluido o húmedo”, mientras que si no existe ninguna sustancia intermedia, se está en el caso de “rozamiento sólido o seco”.

Además de la función principal de los lubricantes, mencionada con anterioridad, éstos poseen otras funciones de entre las que destacan las siguientes:

FUNCIONES DE LOS LUBRICANTES

- Proteger contra el desgaste, la corrosión y oxidación.

- Contribuir a la estanqueidad.

- Contribuir a la refrigeración.

- Facilitar la evacuación de impurezas.

En cuanto a los hitos históricos en el campo de la lubricación, cabe destacar

- Los egipcios y asirios ya utilizaban los lubricantes para trasladar estatuas, piedras, etc., como se puede comprobar en diferentes grabados y murales de la época.

- Los testimonios escritos de la utilización de lubricantes se remontan a la época de Leonardo Da Vinci (lubricación por grasa de máquinas lentas).

- La lubricación denominada de “película gruesa”, comienza con la revolución industrial y fue Petroff, a finales del siglo XIX, el primero en desarrollar un modelo.

- En 1885 Towers y, posteriormente, su discípulo Reynolds proponen una modelización matemática sobre la teoría de lubricación hidrodinámica, obteniendo la “ecuación diferencial de Reynolds”.

2.- LEYES DEL ROZAMIENTO FLUIDO

Consideremos una capa de lubricante entre dos placas, una fija y otra móvil con velocidad V, tal como la representada en la figura. Las partículas de fluido que están en contacto con la capa superior (C), se moverán con esa velocidad V y las que están en contacto con la placa fija inferior (B) tendrán velocidad nula.

En un punto intermedio entre C y B el fluido se moverá según la ley que relacione sus coordenadas con la velocidad.

La LEY DE NEWTON del rozamiento fluido dice que la fuerza necesaria para mover la placa superior sigue la ley siguiente:

donde:

dF = η . dS . dv dn

dv/dn es el gradiente de velocidad

v = Velocidad relativa de desplazamiento de las dos superficies.

η = VISCOSIDAD DINÁMICA

En la práctica se observa que la resistencia al deslizamiento para este ejemplo es:

- Independiente de los esfuerzos normales.

- Aumenta con la velocidad.

- Aumenta con la superficie.

- No depende del estado o naturaleza de las superficies.

Si buscamos la expresión para el coeficiente de rozamiento fluido de la misma forma que lo definimos para el rozamiento seco tenemos:

F = µ.N = η . S . dv/dn

con lo que µ valdrá:

µ = η . S/N . dv/dn

Donde:

Experimentalmente, se comprueba que el valor de µ depende de η . V.S/N .

- V es la velocidad.

- N es la carga normal.

- S es la superficie de contacto.

Si N/S = P, presión que actúa sobre la superficie en contacto, obtenemos:

µ = f (η V ) P

Esta función en la práctica tiene el aspecto de la curva siguiente, llamada curva de

Stribeck.

La zona BC se denomina de lubricación estable porque si por cualquier motivo se produce un aumento de la temperatura del lubricante, ello provoca una disminución de la viscosidad con lo que µ y el rozamiento disminuyen. Entonces la temperatura vuelve a bajar equilibrando la subida inicial. En esta zona BC tendremos rozamiento fluido.

En la zona AB, la lubricación será inestable porque si aumenta la temperatura, la viscosidad disminuye y µ aumenta con lo que aumenta el rozamiento, la generación de calor y la temperatura con lo que el proceso se hace inestable.

2.1- TIPOS DE ENGRASE

Según hemos visto en la curva anterior, dependiendo del espesor de película de aceite, se pueden encontrar los siguientes tipos de engrase:

- Engrase perfecto

- Engrase imperfecto

- Engrase seco

El engrase perfecto es aquel en el que las dos superficies en contacto se separan por la interposición permanente de una película de lubricante, de forma que no se toquen los dos cuerpos con movimiento relativo en ningún punto.

Si, por el contrario, en las superficies existen zonas en que se efectúa el contacto sólido y en otras el fluido, se dirá que el engrase es de tipo imperfecto.

Si la película de lubricante desaparece por completo, el engrase se considerará

seco o de rozamiento sólido.

ENGRASE PERFECTO

ENGRASE IMPERFECTO

ROZAMIENTO SECO

3.- REGÍMENES DE LUBRICACIÓN

3.1.- LUBRICACIÓN HIDROSTÁTICA

En la lubricación hidrostática la capa de lubricante se garantiza gracias al suministro de un fluido a presión en la zona de contacto. Será esa presión exterior la encargada de mantener la separación de los dos cuerpos.

Es muy apropiada para velocidades relativas de deslizamiento bajas o, incluso, para los momentos de arranque en las diferentes máquinas o mecanismos. El nivel de rozamiento es muy bajo en este régimen de lubricación.

Existen dos tipos de cojinetes hidrostáticos:

- Caudal constante

- Presión constante

CAUDAL CONSTANTE PRESION CONSTANTE

Si las cargas son excéntricas, el gradiente o caída de presión no es constante. Para evitar la excentricidad se recurre a varios apoyos con bombas distintas.

En general, el tipo más utilizado es el de presión constante, ya que son más pequeños y baratos (se necesita sólo una bomba). Es importante tener en cuenta que el elemento regulador puede consistir, simplemente, en un capilar.

Una aplicación muy importante de este régimen de lubricación, es en el arranque de varias máquinas. Para que se forme la capa de aceite en régimen hidrodinámico, el eje tiene que tener una velocidad mínima. Si se arranca desde parado, se utiliza la lubricación hidrostática al principio hasta que se alcanza la velocidad suficiente. Una vez alcanzada la velocidad necesaria, se genera la cuña hidrodinámica que es capaz por si misma de mantener la película de aceite.

3.2.- LUBRICACIÓN

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