10 Lubricación de Tornillos Ag 07

Lubricación de tornillos

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Bs.As 15 al al 17 de Agosto Agosto de 2007 2007

R.Cama R.C amalli lli – Torn Tornillo illos s

Lubric Lubricac ació ión n de torn tornill illos os ¿Lubricación de tornillos? ¿Quién esta interesado en la lubricación de tornillos

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Bs.As 15 al al 17 de Agosto Agosto de 2007 2007

R.Cama R.C amalli lli – Torn Tornillo illos s

La lubricación de tornillos y tuercas



Tornillos y tuercas entran en la categoría de fricción dual entrada y salida (cremallera)



Es deseable que puedan ser montados y desmontados de manera simple , sin daños de tornillos ,tuercas o entre uniones de filetes

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Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007

R.Camalli – Tornillos

Problemas en conexiones roscadas Rotura de tornillo - perno - Alto torque de ajuste (rotura por sobrecarga ) - Falta de precarga (rotura por flexión) - corrosion cracking / brittle fracture - soldadura en frio - tribo corrosión - desgaste por fricción de oscilación(fretting rust)

conclusión: - La disminución de fricción entre pares de fricción es necesaria - Lubricando el efecto esta garantizado. 4



La lubricación de tornillos y tuercas

Entonces como al mismo tiempo una alta precarga es deseable el uso de un lubricante es a menudo indispensable. El lubricante a elegir va a depender de factores como : temperatura de servicio, medio ambiente, influencia química o de los materiales en contacto.

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Aplicaciones de conexiones roscadas

Molino de bolas 6



Aplicaciones de conexiones roscadas 1.200 °C

Enfriador Clinker ~ 1200 °C material caliente es enfriado en un corto período de tiempo a ~ 600 °C.

H2O

600 °C

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Parrilla de enfriado Rango de temperatura: ~ 400 – 1000 °C

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Horno rotativo temperatura del casco del horno ~ 200 –600 °C

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Cyclon precalentamiento Rango de temperatura ~ 300 – 800 °C

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Aplicaciones de conexiones roscadas Otros ejemplo de aplicaciones: -Linea de gases calientes/Ventiladores de gases calientes Para usar donde quiera que haya aplicaciones de altas temperaturas o altamente expuestas a corrosión agua marina . - conexiones roscadas en calderas - lineas de vapor - tratamiento de aguas - línea de exaustor de grandes motores diesel - Cañeria de exasutor de turbinas de gas 11



Puntos de fricción en conexiones roscadas

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Tarea que debe cumplir el lubricante para uniones roscadas



Reducir la fricción



Separación de los componentes de fricción (evitar contacto metal) y obtener un ensamble / desensamble sin desgaste



Protección de corrosión

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Requerimirnto de los lubricantes para conexiones roscadas

- Alta capacidad de absorción de presión

- Rapidamente biodegradable - Costo beneficio adecuado y fácil de aplicación

- Resistencia a altas y bajas temperaturas

- Efecto sellante

- Compatibilidad con materiales (especialmente a alta temperatura) -

Resistencia al medio ambiente

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Selección del lubricante de acuerdo a requerimientos relevantes aceite

pasta

reducción de fricción

0

+

protección contra la corrosión

0

+

estabilidad a altas y bajas temperaturas

0

++

carga – presión

-

++

secado al tacto

-

-

++ muy buena

+ buena 15

0 satisfactoria Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007

- pobre R.Camalli – Tornillos

Torque de ajuste p/roscas según ISO metrica / DIN 13 MA = MG + MKR

MKR

(fricción en la cabeza)

MG (fricción en filetes) MA = FM · (0,159 · P + 0,577 · d2 · µG + MA FM P d2 µG µK DKm

= = = = = = =

torque de ajuste precarga paso diametro primitivo coeficiente de friction del tornillo coeficiente de friction de la cabeza fricción en el diámetro de la cabeza

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D

K m

2

· µK)


Composición del torque de ajuste MA como una función del coeficiente fricción

100 ejemplo: M 10, DIN EN ISO 4017

90 ) % ( e u q r o T e d l e v i N

80 „fricción de torque en

70 60

cabeza“

50 40 „fricción torque en

30 20

filetes “ „Effective torque“

10 0 0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

Coeficiente Fricción µG = µK 17



Precarga en función del torque de ajuste ,para diferentes coeficientes de fricción. 35



µ µ µ µ

30 25

= = = =

FM = 33,5 kN

0,08 0,14 0,20 0,30

Tornillo M 10 DIN EN ISO 4017 FM = 20,9 kN

M

F 20 a g r 15 a c ) e r N P k (

FM = 15,2 kN

10

FM = 10,5 kN

5 0



0

10

20

30

40

50

60

Torque de ajuste MA (Nm) 18



Torque de ajuste en función de la precarga,para diferentes coeficientes de fricción. 50



Tornillo M 10 DIN EN ISO 4017 ) N k (

40

F a g r a c e r P

30

M

35,90

57,40

79,00

µ = 0,08

20

µ = 0,14 10

µ = 0,20

0



0

10 20 30 40 50 60 70 80 Torque de ajuste MA (Nm) 19



Influencia de la desviación del coeficiente de fricción en función del torque de ajuste 50



45

FM = 39,8 kN FM = 36,4 kN FM = 33,5 kN FM = 31,0 kN FM = 28,8 kN

40 35 M

30

F a 25 g r a 20 c ) e r N P k (15

tornillo M 10, DIN EN ISO 4017 µ = 0,08 - 20 % µ = 0,08 - 10 % µ = 0,08 µ = 0,08 + 10 % µ = 0,08 + 20 %

10 5 0



0

10

20

30

40

50

60

Torque de ajuste MA (Nm) 20



Comportamiento de fricción de diversos materiales.

Material Aleaciones de titanio Acero austenitico Acero convencional

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Coeficiente Fricción, sin lubricación

Coeficiente Fricción, con lubricación

>1

hasta 0.05

0.2 - 0.5

0.03 - 0.08

0.12 - 0.20

0.05 - 0.08



Fallas en conexiones roscadas

-

corrosión



-

ataque



-

soldadura



- corrosión p/ tensión -

fragilización

superficies no protegidas combinación de material; sin lubricante o lubricante erroneo combinación de material ; calidad del lubricante Aditivos erroneos del lubricante (p.e azufre)



Ingredientes equivocados en el lubricante (p.e plomo , zinc)



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Daños causados por corrosión

Razón: superficies no protegidas 23



Lubricantes para tornillos tuercas y pernos

Daños causados por alta temperaturas / micro-soldaduras

Razón :

Insuficiente separación de los compenentes en fricción, despues de estar expuesto a alta temperatura con escasa o inadecuada lubricación.n 24



Lubricantes para tornillos tuercas y pernos

Daños causados por soldadura

Razón:

Falta de lubricación debido a que el lubricante no resistió la alta presión y temperatura 25



Selección del lubricante p/temp.normal comparando aceite mineral con pastas

Parametros

Aceite Mineral

Klüberpaste 46 MR 401

Klüberbio EM 32-81

Klüberpaste UH1 84-201

- PG , jabon Li Estructura

Aceite Mineral

- Ester / - HCS- sintetico - lubric.Solid. Polyurea (p.e. fosfo.) - lubricant.solido PTFE,lubric producto inorgánico ant. solido blanco

Temperatura de servicio

- 15 to + 100 °C

- 40 to + 150 °C

- 30 to + 120 °C

- 45 to + 120 °C

Test de ensayo 4 bolas ,carga de soldadura (N)

ca. 1 200

> 5 000

> 2 600

> 3 000

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Comparación entre pastas para alta temperatura Parametros

Etructura

Temperature de servicio Test de ensayo 4 bolas, carga de soldadura (N)

WOLFRA- * Klüberpaste WOLFRA- KOTE TOP HEL 46-450 COAT C PASTE - PG oil, ester - Synth. - Min. oil oil HC oils - Inorganic - Inorganic - Silicates, solid lubsolid lubpigments ricants (e.g. ricants (e.g. gragraphite, (graphite, phite, MoS2) phosphates) Cu) - 40 to - 30 to -25 °C to +1 000 °C + 1 200 °C + 1 000 °C

> 5 000

> 2 500

UNIMOLY Klüberpaste HTC Metallic UH1 96-402

- Min. oil - Li soap - Solid lubricants (graphite, Al, Cu)

> 3 600

- PG oil - Silicate - Solid lubricant

- 25 °C to + 1 200 °C

- 40 °C to 1 200 °C

> 4 000

> 2500

* Product favourite

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Comparación entre productos de distintos fabricantes Klüber Pastas

Molykote

Klüberpaste HEL 46-450 WOLFRACOAT C UNIMOLY HTC Metallic WOLFRAKOTE TOP PASTE Klüberpaste UH1 96-402 Klüberpaste 46 MR 401 Klüberbio EM 72-81 Klüberpaste UH1 84-201

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P 37, P 74

Fuchs Lubritech (Gleitmo, Reiner) 165 Nominol Blue 1

OKS (250)

Cu 7439 +

240

1 000

235

X

200 (250)

DX

800

260

270



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