INSTITUTO TECNOLÓGICO TECN OLÓGICO SUPERIOR S UPERIOR DE AL ALV VARADO (CAMPUS TLALIXCOYAN) INGENIERIA MECANICA SEPTIMO SEMESTRE MATERIA: MANTENIMIENTO
CATEDRATICO: ISRAEL ROBLES HERNANDEZ
ALUMNOS: JULIO CARRERA SOLIS
FECHA DE ENTREGA: 11 DE OCTUBRE DEL 2012
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Contenido
INTRODUCCIÓN ..............................................................................................................................
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3.1 PRINCIPIO BASICO DE LUBRICACIÓN. .............................................................................
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FRICCIÓN .....................................................................................................................................
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CONSECUENCIAS DE LA FRICCIÓN .....................................................................................
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LUBRICACIÓN .............................................................................................................................
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TIPOS DE LUBRICANTES .........................................................................................................
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GASES ...........................................................................................................................................
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LIQUIDOS ......................................................................................................................................
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SÓLIDOS .......................................................................................................................................
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TIPOS DE PELICULAS LUBRICANTES ..................................................................................
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PELÍCULAS FLUIDAS .................................................................................................................
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PELÍCULA HIDRODINAMICA ....................................................................................................
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PELÍCULA HIDROSTATICA.......................................................................................................
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PELÍCULA ELASTOHIDRODINAMICA ....................................................................................
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PELÍCULA DE COMPRESIÓN ..................................................................................................
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PELÍCULA MIXTA O CAPA LIMITE ..........................................................................................
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PELÍCULA SOLIDA ......................................................................................................................
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FACTORES QUE AFECTAN LA LUBRICACIÓN ...................................................................
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CARGA...........................................................................................................................................
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VELOCIDAD ..................................................................................................................................
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TEMPERATURA ......................................................................................................................... 3.2 CLASIFICACIÓN DE LOS LUBRICANTES. ........................................................................
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Clasificación SAE .......................................................................................................................
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Clasificación API .........................................................................................................................
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Clasificación ACEA ....................................................................................................................
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3.3 SISTEMAS DE APLICACIÓN DE LUBRICANTES. ...........................................................
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Sistema de Lubricación de Cárter Húmedo. ..........................................................................
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Sistema de Lubricación de Cárter Seco. ................................................................................
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Sistema de Lubricación de Tanque Caliente. ........................................................................
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Sistema de Lubricación de Tanque Frío. ................................................................................
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3.4 SELECCIÓN DE LUBRICANTES. ........................................................................................
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Parámetros que se deben tomar en cuenta. ..........................................................................
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Catálogo del fabricante del equipo. .........................................................................................
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3.5 PROGRAMA DE LUBRICACIÓN. ........................................................................................
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CONCLUCIÓN. ...............................................................................................................................
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INTRODUCCIÓN
- De acuerdo con las condiciones de operación, cada máquina requiere una lubricación en particular. - En una máquina pueden existir elementos físicamente iguales, pero que pueden estar sometidos a condiciones de operación diferentes, requiriéndose por lo tanto, lubricantes que cumplan con cada caso específico. - Los lubricantes seleccionados deben contar con las características físicoquímicas necesarias para su correcto funcionamiento.
El principal problema cuando se habla de prácticas de lubricación es la carencia de modelos o procedimientos estandarizados que permitan efectuar la tarea de la lubricación
adecuadamente.
Muchos programas modernos de mantenimiento invierten grandes cantidades de dinero en la aplicación de técnicas sofisticadas de mantenimiento predictivo (análisis de vibración, aceite e infrarrojo, instrumentos y software), tratando de mejorar la confiabilidad en su maquinaria. Eso está muy bien, sin embargo, con frecuencia fallan en la ejecución de los principios básicos de lubricación y control de la contaminación.
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3.1 PRINCIPIO BASICO DE LUBRICACIÓN. FRICCIÓN Se conoce como fricción a la fuerza que se opone al movimiento relativo entre dos superficies .Esta fuerza es la que permite nuestra subsistencia en el planeta ya que nos permite caminar y nos permite diseñar maquinas que rueden, frenen, se mantengan fijas en un sitio, etc. Existen 2 tipos de fricción: estática y dinámica siendo la estática mayor que la dinámica la diferencia entre ambas radica en el movimiento., por ejemplo: La fricción que mantiene a una mesa en su sitio, y la que permite la rodadura de los neumáticos de un vehículo es la estática. La fricción dinámica se presenta entre 2 superficies en movimiento relativo su magnitud depende de los factores siguientes: Naturaleza de las superficies: El coeficiente de fricción es diferente para cada material. Acabado de las superficies: Mientras más rugosas sean las superficies, mayor es la fuerza de fricción. Carga: La fuerza de fricción es directamente proporcional a la carga y no depende del área de las superficies en movimiento relativo.
CONSECUENCIAS DE LA FRICCIÓN La fricción que ocurre entre 2 superficies que están en movimiento relativo genera desgaste por las asperezas que entran en contacto y a su vez producen un incremento considerable en la temperatura .El desgaste producido se refleja como pequeñas partículas metálicas desprendidas que a su vez generan un desgaste mayor, modificando las tolerancias de los elementos de la maquina. Lo anterior se traduce en ruido, deterioro de los equipos, gastos de mantenimiento y reducción en la producción
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LUBRICACIÓN Para reducir los efectos de la fricción, se separan las superficies incorporando entre ellas sustancias que la minimizan, denominadas lubricantes. Las funciones principales de los lubricantes se resumen en: *Separar las superficies (función principal) *Reducir el desgaste *Refrigerar o retirar el calor *Mantener en suspensión a las partículas contaminantes *Neutralizar ácidos *Sellar para evitar la entrada de contaminantes *Proteger contra la herrumbre y la corrosión *Otras TIPOS DE LUBRICANTES Para mantener las superficies separadas se utilizan gases, líquidos, semisólidos o sólidos.
GASES Cuando se inyectan a presión, se utilizan para lubricar elementos que requieren de movimientos muy precisos como ejemplo: En los soportes que permiten el movimiento de rotación de los grandes telescopios. Cuando colocamos una gota de agua sobre una superficie muy caliente, observamos como esta se desplaza con mucha facilidad como si estuviera flotando. Lo que ocurre en este caso es que la parte inferior de la gota que está en contacto con la superficie se evapora, por lo que la gota no entra en contacto con esta y “flota” sobre un colchón de vapor.
LIQUIDOS Los líquidos son el tipo de lubricante de uso más común, por sus características físicas .Por ser fluidos ,permiten ser manipulados y transportados con facilidad al lugar donde deben cumplir su función .además son excelentes para transportar y
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disipar el calor generado durante la operación de los equipos y recubren uniformemente las superficies ,lo que brinda protección contra la corrosión y la herrumbre a la vez que pueden ser filtrados para retirar las partículas contaminantes( ingresadas al sistema o generadas por el desgaste) que mantienen en suspensión.
SÓLIDOS Bajo condiciones extremas de temperatura o carga, que los líquidos no resisten, se utilizan sólidos de bajo coeficiente de fricción para minimizar el contacto entre las superficies y por lo tanto el desgaste. Entre los sólidos lubricantes se pueden mencionar: el grafito, el desulfuro de molibdeno, la mica, algunos polímeros y en algunos casos extremos ciertos tipos de silicatos .Estos últimos son utilizados en algunas aplicaciones de metalmecánica donde las temperaturas exuden la de fusión del vidrio convirtiéndolo en un lubricante liquido Ej. : Laminación en caliente de metales ferrosos).
TIPOS DE PELICULAS LUBRICANTES Dependiendo de las características del diseño de los elementos lubricados y de las condiciones de operación, se logran variaciones en las películas lubricantes, que pueden ser fluidas, capa límite o solidas:
PELÍCULAS FLUIDAS Se denominan películas fluidas aquellas donde se logra una separación total y efectiva de las superficies que se encuentran en movimiento relativo, utilizando un lubricante líquido. Estas películas, según la naturaleza del movimiento relativo y de la carga, pueden ser:
PELÍCULA HIDRODINAMICA Este tipo de película es muy común en cojinetes planos donde, bajo condiciones optimas de operación, se produce un arrastre del aceite por el movimiento de giro
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del eje que incorpora al aceite entre ambas superficies .El espesor normal de esta cuña lubricante es de aproximadamente 25 micrones .Para tener una referencia, el diámetro de un glóbulo rojo de la sangre esta por el orden de los 5 micrones.
PELÍCULA HIDROSTATICA En elementos de maquinas donde las características del movimiento relativo no permiten la formación de la cuña lubricante, se recurre a una fuente externa de presión para lograr la separación. En la mayoría de los casos se utiliza una bomba de aceite para forzar al lubricante entre los elementos, creando la cuña que separa las superficies.
PELÍCULA ELASTOHIDRODINAMICA Bajo condiciones severas de carga se produce una deformación elástica de la superficie similar a la que observamos en una llanta de un vehículo en la zona de contacto con el pavimento, esta deformación se traduce en un aumento en el área de carga con la consecuente reducción de la presión entre ambas superficies .Adicionalmente a este efecto tenemos que el aceite que separa ambas superficies sufre un incremento en su viscosidad por efecto de la presión .Ambos efectos combinados ,el aumento del área de carga y de la viscosidad ,mantienen ambas superficies totalmente separadas ,de ahí el nombre de este tipo de película : ELASTO por la elasticidad del material e HIDRODINAMICA por la separación hidráulica por efecto del movimiento relativo. Este tipo de película lubricante tiene espesores que oscilan entre 0.25 y 1.5 micrones de espesor
PELÍCULA DE COMPRESIÓN Si colocamos aceite sobre una superficie horizontal y luego colocamos un objeto con cierto peso sobre el aceite, observamos como el aceite se fuga progresivamente permitiendo, después de cierto tiempo el contacto entre ambas superficies .Si el objeto está sometido a un movimiento cíclico (acercarse y
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alejarse repetidas veces de la superficie horizontal) se podrá evitar el contacto entre ambas superficies. Ejemplos de películas de compresión los encontramos entre: El pasador del pistón de un motor y el mismo pistón o la biela, entre el balancín o martillo y la parte superior de la válvula (motores), etc.
PELÍCULA MIXTA O CAPA LIMITE No todos los elementos de maquinas se encuentran lubricados bajo el régimen de alguna de las películas fluidas descritas anteriormente ,donde no existe contacto entre los elementos que están en movimiento relativo y, teóricamente no existe desgaste .Existen elementos que no pueden ser suministrados continuamente con aceite u otro tipo de lubricante o en los que, por variaciones en las condiciones de diseño( carga, velocidad, temperatura, viscosidad del aceite) , se ha modificado el espesor de película a tal punto que se produce el contacto entre ambos metales ya sea parcial o totalmente. Este tipo de película lubricante obviamente no es deseable pero en la realidad, son muchos los equipos donde se presenta, notándose por un desgaste prematuro de los elementos y un incremento en la temperatura de operación.
PELÍCULA SOLIDA Los aceites y las grasas tienen rangos de temperaturas de operación: a temperaturas muy bajas tenderían a “congelarse” perdiendo su propiedad de lubricante y a temperaturas muy elevadas se oxidarían, evaporarían o inflamarían .bajo estas condiciones de operación, se recurre a los lubricantes sólidos que poseen coeficiente de fricción muy bajos, reduciendo considerablemente el desgaste. Los sólidos de uso común son: Grafito, disulfuro de molibdeno y mica .Estos minerales tienen una estructura laminar similar a un paquete de naipes, lo que les permite recubrir las superficies para mantenerlas separadas. Numerosas pruebas de campo han demostrado que estos sólidos están contraindicados para operaciones a altas velocidades. 8
Otro lubricante solido es el PTFE (teflón). Conocido como el sólido con el coeficiente de fricción mas bajo, es utilizado en aplicaciones especificas de cargas o temperaturas extremas. También se utilizan los sólidos para lubricar aquellos elementos de maquinas de movimiento muy esporádico o sometidos a una combinación de elevadas cargas y bajas velocidades donde los lubricantes fluidos tenderían a escurrirse.
FACTORES QUE AFECTAN LA LUBRICACIÓN Existen una serie de variables operacionales que modifican el espesor de la película lubricante. Si no se controlan adecuadamente, se puede correr el peligro de una reducción del espesor de la separación con el consecuente contacto metalmetal y el desgaste prematuro del equipo. Estas variables son:
CARGA Un incremento en la carga tiende a obligar al aceite a “salirse” de entre las dos superficies acercándolas cada vez mas. Este efecto se puede evitar incorporando entre ambas superficies un fluido con mayor resistencia a fluir (mayor viscosidad). Por el contrario, si se reduce la carga en un equipo, se puede reducir la viscosidad del aceite y mantener aun así la separación entre ambas superficies. En conclusión, a mayor carga mayor viscosidad y viceversa. Esta ley aplica para elementos de máquina que estén sometidos a vibración (sucesión de cargas de impacto) o que tengan una reducción en el área de carga ya sea por desalineación o por desgaste excesivo. En estos casos se puede recurrir al uso de un lubricante de mayor viscosidad para incrementar el espesor de la película y reducir el desgaste si no se pueden implementar los correctivos mecánicos de forma inmediata.
VELOCIDAD Los elementos lubricados que operan a altas velocidades no permiten mucho tiempo al lubricante para fugarse de entre las dos superficies, por lo que bastaría
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con un lubricante de baja viscosidad (baja resistencia a fluir) mantener las superficies separadas .El caso contrario se presenta con los elementos que operan a bajas velocidades, donde hay mucho tiempo para que se fugue el lubricante por lo que se requiere un aceite con mucha resistencia a fluir (alta viscosidad). En conclusión: se requieren lubricantes de baja viscosidad para
lubricar elementos que operan a elevadas velocidades y viceversa. Esta ley se utiliza para reemplazar la viscosidad del fluido lubricante en forma inversa a la modificación de la velocidad del equipo. Un ejemplo práctico se puede esquematizar con lo que ocurre con un vehículo que se desplaza en línea recta sobre una superficie mojada .En la parte delantera de los neumáticos se produce una pequeña ola de vague que es desplazada continuamente hacia los lados, manteniendo el contacto entre el neumático y el pavimento .Si incrementamos la velocidad del vehículo y a pesar de la baja resistencia a fluir del agua ,no habrá tiempo suficiente para que el agua se fugue por los lados ,por lo que se producirá el ingreso de la cuña del liquido entre ambas superficies ,perdiendo el control .Si los neumáticos son más anchos ( sin ranuras) se requerirá más tiempo para que el agua alcance los bordes ,produciéndose la cuña de agua incluso a velocidades inferiores . Por otra parte, si se sustituye el agua por un fluido mas viscoso como por ejemplo aceite, este tardara más tiempo para desplazarse hacia los extremos de las llantas, por lo que se lograra la separación de ambas superficies a una velocidad inferior a la requerida con agua.
TEMPERATURA La viscosidad de todo aceite se reduce al calentarse .esto debe ser considerado para equipos que operen a temperaturas diferentes a las de diseño, donde se deberá contemplar la selección de un lubricante de mayor o menor viscosidad, según sea el caso.
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3.2 CLASIFICACIÓN DE LOS LUBRICANTES. Clasificación SAE Los aceites para motor están agrupados en grados de viscosidad de acuerdo con la clasificación establecida por la SAE (Society of Automotive Engineers). Esta clasificación permite establecer con claridad y sencillez la viscosidad de los aceites, representando cada número SAE un rango de viscosidad expresada en cSt (centi-Stokes) y medida a 100oC, y también a bajas temperaturas (por debajo de 0oC) para los grados W (winter). En esta clasificación no interviene ninguna consideración de calidad, composición química o aditivación, sino que se basa exclusivamente en la viscosidad.
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Clasificación API El API (American Petroleum Institute) Instituto Americano del Petróleo es una organización técnica y comercial que representa a los elaboradores de productos de petróleo en los E.E.U.U.. A través de su asociación con la SAE (Society of Automotive Engineers) Sociedad de Ingenieros Automotrices y ASTM (American Society for Testing of Materials) Sociedad Americana para Ensayos de Materiales, han desarrollado numerosos ensayos que se correlaciona con el uso real y diario (motores/vehículos). Cada motor tiene, de acuerdo con su diseño y condiciones de operación, necesidades específicas que el lubricante debe satisfacer. Se puede entonces clasificar a los aceites según su capacidad para desempeñarse frente a determinadas exigencias. API ha desarrollado un sistema para seleccionar y recomendar aceites para motor basado en las condiciones de servicio. Cada clase de servicio es designada por dos letras. Como primera letra se emplea la “S” para identificar a los aceites
recomendados para motores nafteros, para autos de pasaje-ros y camiones livianos “Service” y la letra “C” para vehículos comerciales, agrícolas, de la construcción y todo terreno que operan con combustible diesel “Comercial”.
En ambos casos la segunda letra indica la exigencia en servicio, comenzando por la “A” para el menos exigido, y continuando en orden alfabético a medida que
aumenta la exigencia. (Ensayos de perfomance han sido diseñados para simular áreas y condiciones críticas de lubricación en el motor). La clasificación API es una clasificación abierta. Esto significa que se van definiendo nuevos niveles de desempeño a medida que se requieren mejores lubricantes para los nuevos diseños de motores. En general, cuando se define un nuevo nivel el API designa como obsoletos algunos de los anteriores. Los niveles definidos por la clasificación API se muestran en las tablas siguientes.
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CLASIFICACION API PARA MOTORES NAFTEROS
CLASIFICACION API PARA MOTORES DIESEL
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La clasificación API también define de forma análoga los lubricantes para engranajes, utilizando en este caso la designación GL (Gear Lubricant) Lubricantes para engranajes y la exigencia a través del orden numérico, comenzando por el menor solicitado, identificándolo con -1- y al mayor con -6-.
Clasificación ACEA En 1990 el CCMC (Comité de Constructores de Automóviles del Mercado Común) fue disuelto y en su reemplazo se estableció ACEA. -ASOCIACION DE
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CONSTRUCTORES EUROPEOS DE AUTOMOVILES-, cuyos miembros son todos los fabricantes de vehículos de Europa. En colaboración con otras instituciones, desarrollo un sistema de gerenciamiento de la calidad, que requiere que todos los lubricantes que declaren cumplir la Clasificación ACEA, sean elaborados en plantas que posean un sistema auditable de calidad. Las secuencias para lubricantes definidas por ACEA en 1996, se basan en ensayos de laboratorio y de dinamómetros, algunas de estas pruebas son iguales a las usadas por el API en los E.E.U.U., pero varias de ellas son nuevas, en especial las pruebas en dinamómetros que reflejan la tecnología actual de los motores. Los ensayos de ACEA reflejan los requerimientos del lubricante para mejorar: - Protección contra el desgaste. - Limpieza del motor. - Resistencia a la oxidación. - Resistencia al aumento de la viscosidad (debido al espesamiento por hollín). Las normas ACEA también incluyen requerimientos muy estrictos acerca de: - Estabilidad de Corte. (Resistencia del aceite ante altos esfuerzos mecánicos). - Viscosidad a Alta Temperatura y Alto Esfuerzo de Corte. - Compatibilidad con los Elastómeros - Tendencia a la formación de Espuma. Antecedentes: A1-A5 / B1-B5 / E1-E5
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VEHICULOS PESADOS
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3.3 SISTEMAS DE APLICACIÓN DE LUBRICANTES. La lubricación es una función vital lo mismo en los motores alternativos que en los de turbina de gas, y mientras realiza muchas funciones similares en ambos tipos de motores, los sistemas son diferentes. Es especialmente importante destacar que los lubricantes difieren y no son compatibles. Los motores alternativos tienen abundancia de piezas en movimiento, tal como los émbolos, bielas, cigüeñal, mecanismos de actuación de las válvulas, y accesorios arrastrados por engranajes, y su sistema de lubricación absorbe mucho calor de las paredes del cilindro y de la parte inferior de los émbolos. Por esta razón, llevan una gran cantidad de aceite y tienen un alto régimen de consumo de aceite. No es extraño para ciertos motores en estrella grandes que lleven veinte o treinta galones de aceite de base mineral de relativamente alta densidad y usen tanto como cuatro o cinco galones por hora. Por otro lado, los motores de turbina de gas, tienen solo una parte básica movible, mas los engranajes de arrastre de accesorios. El sistema de lubricación debe absorber una gran cantidad de calor, la mayoría del cual proviene de los cojinetes del eje de turbina. Los grandes motores de turbina llevan entre cinco y ocho galones de aceite de base sintética de baja viscosidad. Con idea de absorber el calor, el aceite circula a través del motor a un alto régimen de flujo varias veces por minuto. Puesto que el aceite no tiene contacto con el área de combustión, y se usan sellos alrededor del eje compresor/turbina, se pierde muy poco por el escape. Como resultado, un motor de turbina no consume tanto aceite como un motor alternativo, normalmente menos de una pinta por hora.
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Existen dos clasificaciones básicas de sistemas de lubricación del motor de turbina: de cárter húmedo y de cárter seco. Hay otro tipo usado en algunos motores más pequeños diseñado para operaciones de corta duración. Este es un sistema sin retorno, en el que los cojinetes se lubrican por una pulverización a presión y luego el aceite es recogido y desechado.
Sistema de Lubricación de Cárter Húmedo. El sistema de lubricación de cárter húmedo se usó en algunos de los primeros motores de turbina, pero hoy se encuentra solo en los motores pequeños tal como los usados en las unidades de potencia auxiliar (APU).
En un sistema de cárter húmedo, el aceite presurizado se usa para lubricar el acoplamiento del rotor de turbina y los cojinetes del eje del rotor, pero los engranajes de arrastre de accesorios se lubrican por barboteo por el aceite que lleva la caja de engranajes la cual sirve como depósito de aceite. El aceite que ha
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lubricado a los cojinetes se drena por gravedad y se recoge y devuelve a la caja de engranajes, donde se almacena hasta que vuelve a circular a través del sistema. Algunos motores modernos, principalmente el turbofan JT15D de Pratt & Whitney of Canada y el turbohélice PT6, llevan su suministro de aceite en un depósito que es parte integral del motor, pero toda la lubricación se realiza a presión y el aceite se devuelve al depósito por medio de bombas de recuperación. Por lo tanto, estos no son motores de cárter húmedo.
Sistema de Lubricación de Cárter Seco. El sistema de lubricación más usado es el tipo de cárter seco, en el que el aceite, después de servir sus funciones de lubricación y refrigeración, es devuelto por medio de bombas de recuperación a un depósito fuera del propio motor. Existen dos tipos de sistemas de lubricación de cárter seco: el sistema de tanque caliente, y el sistema de tanque frío.
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Sistema de Lubricación de Tanque Caliente. En un sistema de lubricación de tanque caliente, el radiador de aceite está en el subsistema de presión, y el aceite recuperado no es enfriado antes de ser devuelto al tanque. En el sistema de lubricación de la Figura 10-2, el aceite se lleva en el depósito de aceite (1) y fluye por gravedad a la bomba principal de aceite (2). Desde allí, el aceite presurizado fluye a través del filtro (3) y a través del cambiador de calor aire/aceite, o radiador de aceite (6), a los cojinetes a través de cuatro filtros de cojinetes (9). La presión de la bomba se mantiene en el valor correcto por medio de la válvula de alivio de presión (4). Si la presión excede el valor para el cual la válvula de alivio está tarada, la válvula se separa de su asiento y devuelve el aceite en exceso a la entrada de la bomba. Si el filtro se obstruyese, la válvula de derivación del filtro (5) se separará de su asiento y permitirá que el aceite sin filtrar fluya a través del sistema. Cuando la temperatura del aceite es baja, la válvula termostática (7) se abre y el aceite fluye directamente a los filtros de los cojinetes y a los cojinetes. Cuando la temperatura del aceite es lo suficientemente alta como para requerir refrigeración, la válvula termostática (7) restringe el flujo de aceite y lo fuerza a pasar a través del radiador (6). Si, por cualquier razón, el radiador (6) se obstruyese, la válvula de derivación del radiador (8) se abrirá y permitirá que el aceite fluya hacia los cojinetes. Después de dejar el radiador de aceite, el aceite fluye a través de los filtros de los cojinetes(9) a los inyectores que pulverizan el aceite en los cojinetes. . El aceite se drena desde las cavidades de los cojinetes y se recoge por las bombas de recuperación (10) para ser devuelto al depósito de aceite.
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Sistema de Lubricación de Tanque Frío. El sistema de tanque frío es el mismo que el de tanque caliente, excepto por la situación del radiador de aceite y las válvulas termostática y de derivación del radiador. En la figura 10-3 vemos que el aceite va directamente desde la bomba de presión (2) a través de los filtros (3) y (9) a los cojinetes. Desde los cojinetes, se drena, se recoge y devuelve al depósito de aceite por medio de las bombas de recuperación (10). Si el aceite está suficientemente frío, vuelve al depósito a través de la válvula termostática (7), pero si está demasiado caliente, esta válvula se cierra, forzando al aceite a fluir a través del radiador donde se libera del exceso de calor.
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3.4 SELECCIÓN DE LUBRICANTES. La correcta lubricación de los mecanismos de un equipo permite que estos alcancen su vida de diseño y que garanticen permanentemente la disponibilidad del equipo, reduciendo al máximo los costos de lubricación, de mantenimiento y las pérdidas por activo cesante. Es muy importante, por lo tanto que el personal encargado de la lubricación de los equipos y quienes están a cargo de la administración y actualización de los programas de lubricación estén en capacidad de seleccionar correctamente el aceite o la grasa, partiendo de las recomendaciones del fabricante del equipo, o si estas no se conocen, calcular el lubricante correcto partiendo de los parámetros de diseño del mecanismo como cargas, velocidades, temperaturas, medio ambiente en el cual trabaja el equipo, etc.
Parámetros que se deben tomar en cuenta. Siempre que se vaya a seleccionar el aceite para un equipo industrial se debe tener presente que se debe utilizar un aceite de especificación ISO, y que cualquier recomendación que se de, se debe llevar a este sistema. Los siguientes son los pasos que es necesario tener en cuenta para seleccionar el aceite para un equipo industrial: · Consultar en el catálogo del fabricante del equipo, las recomendaciones del aceite a utilizar. · Selección del grado ISO del aceite requerido a la temperatura de operación en el equipo. · Selección del aceite industrial, de la misma marca que los lubricantes que se están utilizando en la empresa y su aplicación en el equipo.
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Catálogo del fabricante del equipo. El fabricante del equipo en su catálogo de mantenimiento especifica las características del aceite que se debe utilizar, para que los mecanismos del equipo trabajen sin problema alguno hasta alcanzar su vida de diseño. Es muy importante que el fabricante sea claro al especificar el aceite, de lo contrario, el usuario del equipo se debe poner en contacto con él para que le aclare las dudas que pueda tener. Las recomendaciones del aceite a utilizar el fabricante del equipo las puede dar de las siguientes maneras: Especificar el nombre y la marca del aceite a utilizar y las equivalencias en otras marcas de lubricantes. · Dar el grado ISO del aceite y las demás propiedades físico-químicas del aceite, como índice de viscosidad, punto de inflamación, punto de fluidez, etc. · Dar la viscosidad del aceite en otro sistema de clasificación de la viscosidad como AGMA, ó SAE. · Dar la viscosidad del aceite en cualquier sistema de unidades de medida como SSU, SSF, °E (Grado Engler), etc, y las demás propiedades físico-químicas del aceite. En cualquiera de las formas anteriores, como el fabricante puede especificar el aceite a utilizar en un equipo, es muy importante que él especifique la temperatura de operación a la cual va a trabajar dicho aceite en el equipo y la temperatura ambiente para la cual se recomienda utilizarlo, de lo contrario, si el fabricante solo especifica el grado ISO del aceite, es factible que se presenten problemas de desgaste erosivo o adhesivo a corto o largo plazo en los mecanismos lubricados. De no estar disponible esta información, el usuario se debe contactar con el fabricante del equipo y que se la envíe lo más pronto posible.
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3.5 PROGRAMA DE LUBRICACIÓN. Desafortunadamente la mayoría de las empresas industriales aún siguen empeñadas en llevar a cabo sus programas de lubricación de manera sistemática y no predictiva lo cual como es obvio conduce a altos costos de lubricación, de mantenimiento y a baja confiabilidad de los equipos rotativos. Cuando se lubrica bajo frecuencias constantes (preventivo) puede suceder que entre un intervalo y otro el lubricante haya estado sometido a condiciones diversas de operación como altas temperaturas, contaminantes como agua, sólidos y partículas metálicas ó a condiciones operacionales diferentes las cuales afectan de manera diversa la vida del lubricante haciendo que cuando se vaya a cambiar si es un aceite ó a reengrasar si es una grasa, su estado difiera del que tenía en otro período de lubricación, dando lugar por lo tanto a que al final de un período esté aún en óptimas condiciones y se deseche incrementando innecesariamente los costos de lubricación y el impacto negativo sobre el ambiente ó que por el contrario se encuentre por fuera de especificaciones, ya sea oxidado ó altamente contaminado, dando lugar a problemas de desgaste erosivo, abrasivo ó adhesivo en los elementos lubricados, incrementando de esta manera los costos de mantenimiento por reposición de partes y horas - hombre e interrumpiendo la producción. En la actualidad se tienen muy buenas herramientas de monitoreo para predecir con gran exactitud la condición de la película lubricante tanto en aceites como en grasas lubricantes, de tal manera que el lubricante se pueda seguir dejando en servicio ó se deseche de acuerdo a su estado real. En este caso el personal de lubricación en lugar de proceder a lubricar de manera automática y sin ningún análisis previo los mecanismos de un máquina, analiza primero su condición de lubricación con las herramientas de predicción que tenga disponibles y procede de manera inmediata a lubricar solamente aquellos mecanismos cuya película lubricante muestra una condición anormal. Los que presenten condiciones normales no se lubrican y se vuelven a inspeccionar de acuerdo con las frecuencias de monitoreo que se tengan establecidas.
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DESARROLLO DEL PROGRAMA DE LUBRICACIÓN PREDICTIVA. Los pasos a seguir son los siguientes: · Chequear la condición de lubricación de los equipos incluidos en el programa. · Reengrasar los rodamientos que presenten un espesor de película lubricante por fuera de especificaciones. · Cambiarle el aceite a los equipos que tengan 5 ó menos galones y que hayan mostrado condición anormal, este aceite se debe almacenar por tipos con el fin de poderlo recuperar posteriormente mediante procesos de diálisis. En aquellos equipos donde el volumen de aceite sea mayor a los 5 galones y que el análisis previo mostró que está por fuera de especificaciones, se procede a enviarle una muestra de dicho aceite al proveedor de lubricantes con el fin de que le practique las pruebas de laboratorio necesarias para determinar qué tipo de mantenimiento es necesario hacerle para que pueda continuar en servicio ó si definitivamente es necesario cambiarlo.
EQUIPOS ROTATIVOS QUE SE DEBEN INCLUIR EN EL PROGRAMA DE LUBRICACIÓN PREDICTIVA. Lo ideal sería que todos los equipos rotativos que están en el programa preventivo de lubricación se pudieran incluir en el predictivo pero al comienzo de la implantación del programa esto no es factible, por lo tanto se debe empezar el programa con los siguientes equipos: · Equipos críticos dentro del sistema productivo de la empresa. · Equipos esenciales ó sea aquellos equipos que cuentan con otro auxiliar. · Equipos con volúmenes de aceite superior a 1 galones. · Equipos con problemas de lubricación. · Equipos con rodamientos ya sean lubricados con aceite ó con grasa.
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HERRAMIENTAS REQUERIDAS PARA LLEVAR A CABO EL PROGRAMA PREDICTIVO DE LUBRICACION. · Analizador de aceite portátil: permite evaluar la condición global del aceite y determinar en el mismo equipo donde trabaja si se deba cambiar ó no. · Analizador del estado de la lubricación en rodamientos lubricados con aceite ó con grasa: determina el espesor de la película lubricante, especificando cuales rodamientos se deben lubricar. · Equipo portátil de filtración: permite hacerle mantenimiento de limpieza a los aceites que no se cambiaron pero salieron contaminados con trazas de agua ó con partículas sólidas y metálicas. · Otros equipos para monitoreo de la condición de los aceites que sería importante que la empresa los tuviera a mediano ó a largo plazo son un Contador de Partículas, Analizador de aceites por constante dieléctrica y Dializador de aceite. De no ser posible la empresa debe conseguir estos recursos con el proveedor de los lubricantes ó mediante prestación de servicios con empresas externas.
BENEFICIOS DE LA LUBRICACIÓN POR CONDICION O PREDICTIVA. Los benéficos más importantes de la lubricación por condición son los siguientes: · Se lubrican los mecanismos que realmente requieren ser lubricados. · Se tiene la información del estado real de la lubricación de cada uno de los mecanismos que están incluidos en el programa de lubricación predictiva. · Considerable reducción del consumo de grasas y aceites. · Reutilización de la mayoría de los aceites que se sacan de los equipos al someterlos a procesos de diálisis. · Incremento de la Confiabilidad y Disponibilidad de los equipos rotativos. · Menores costos de lubricación y de mantenimiento.
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CONCLUCIÓN. La lubricación o lubrificación es el proceso o técnica empleada para reducir el rozamiento entre dos superficies que se encuentran muy próximas y en movimiento una respecto de la otra, interponiendo para ello una sustancia entre ambas denominada lubricante que soporta o ayuda a soportar la carga (presión generada) entre las superficies enfrentadas. La película de lubricante interpuesta puede ser un sólido, (e.g. grafito, MoS2),1 un líquido (grasa) o excepcionalmente un gas. Actualmente no existe en el mundo maquina alguna por sencilla que sea no requiera lubricación, ya que con esta se mejora tanto el funcionamiento, como la vida útil de los equipos y maquinas .No importa que tan lisa se pueda sentir o ver la superficie de un metal ,si observamos una imagen ampliada de la misma ,veríamos crestas y valles y en algunos casos , las orillas muy irregulares cuando tratamos de mover una superficie contra otra, estas irregularidades producen una resistencia a la que llamamos rozamiento, fricción, y desgaste.
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