LUBRICACION Y LUBRICANTES

Lubricante

• Un lubricante es toda sustancia sólida, semisólida o líquida de origen animal, vegetal, mineral o sintético que pueda utilizarse para reducir el rozamiento entre piezas y mecanismos en movimiento
• Es un cuerpo susceptible de reducir el rozamiento cuando se interpone entre dos superficies con movimiento relativo.

¿Por qué Lubricar?
Para Separar las superficies en contacto; lo que reduce la fricción y con ello se elimina el desgaste, asi mismo sirve para proteger de la corrosión y de la contaminación exterior; Para retirar el exceso de calor, esto se logra principalmente cuando se lubrica con aceite.

Características Físicas y Químicas de los Lubricantes

•       Residuos de Carbono.

El residuo de carbón de un aceite es el depósito que queda, en porcentaje en peso, después de evaporación y pirólisis del aceite bajo ciertas condiciones de la prueba.

•       Color

Las variaciones de color en un aceite lubricante resultan de la diferencia en los crudos, viscosidad, el método o grado de refinación, y de la cantidad y naturaleza de los aditivos utilizados. En lubricantes terminados, el color tiene muy poca importancia.

•       Densidad y Gravedad

Densidad es la Masa de una unidad de volumen.

La gravedad específica (densidad relativa) es la relación entre la masa de un volumen de un material a una temperatura dada y la masa de un volumen igual de agua a la misma temperatura.

•       Puntos de Flash y de Fuego

El punto de Flash es la temperatura a la cual el aceite despide suficientes vapores que se inflaman cuando se aplica una llama abierta.

•       Número de Neutralización

Determinación  de la cantidad de ácido en un aceite al neutralizarlo con una base.

•       Número total de base TNB

Cantidad de materiales alcalinos los cuales se han puesto allí con el fin de neutralizar los productos ácidos de la combustión.

•       Número Total Acido (TAN)

La cantidad de base, expresada en miligramos de hidróxido de potasio que se requiere para neutralizar todos los componentes ácidos presentes en un gramo de muestra.

•       Punto de Fluidez

La temperatura más baja a la cual el aceite se moverá o fluirá sin perturbación, cuando se enfría bajo condiciones prescritas. 

•       Cenizas Sulfatadas

Es una medida de los componentes no combustibles (usualmente materiales metálicos) que contiene el aceite. 

•       Viscosidad

Se llama viscosidad de un aceite a la fricción interna y que trae como consecuencia su resistencia a fluir. Un aceite más viscoso tiene una mayor resistencia a fluir que uno menos viscoso.

La viscosidad es la resistencia a fluir.

• -          El índice de viscosidad

 es la variación de la viscosidad con la temperatura y para rodamientos se espera que esta se encuentre por encima de 90, con un mayor índice de viscosidad se tendrá una menor variación de la viscosidad.

Aditivos

Los aditivos son compuestos químicos que se adicionan a los aceites lubricantes para darle a este unas propiedades específicas finales.

Los aditivos pueden tener efectos negativos si su dosificación es excesiva o si interactúan con otros aditivos.

•       Depresores del punto de fluidez. funcionan inhibiendo la formación de la estructura de los cristales de cera que impide el flujo del aceite a bajas temperaturas. Son necesarios en la mayoría de los aceites que operan a bajas temperaturas.

•       Mejoradores del índice de viscosidad. Son agregados a los aceites bases para reducir los cambios de viscosidad con la temperatura. Son útiles donde un lubricante tiene que desempeñarse satisfactoriamente sobre un rango de temperaturas.

•       Desespumantes. Utilizado en aplicaciones donde puede que haya considerable tendencia a agitar el aceite y causar espumación y en casos donde aún pequeñas cantidades de espuma pueden causar muchos problemas.

•       Inhibidores de oxidación. Son compuestos que interrumpen la cadena o proceso de oxidación de los aceites.

•       Inhibidores de herrumbre.  Por interacción química o física en la superficie metálica, forman una tenue y continua capa que impide que el agua alcance la superficie metálica.

•       Detergentes y dispersantes. Los detergentes tienen la capacidad de dispersar y suspender contaminantes, mientras que los dispersantes tienen la capacidad de prevenir la formación de depósitos de alta temperatura.

•       Aditivos Antidesgaste. Los aditivos antidesgaste se usan en muchos aceites lubricantes para reducir la fricción, el desgaste y las ralladuras y marcas

•       Aditivos de extrema presión (EP). Para altas temperaturas o grandes cargas en sitios en que existen las más severas condiciones de desgaste. Estos materiales funcionan por una reacción química sobre las superficies del metal formando películas muy tenaces de aceite insoluble

Funcionamiento de una zaranda vibratoria

INTRODUCCIÓN

La zaranda vibratoria en principio se utiliza para las operaciones de filtrar después de triturar los materiales y es popularmente usado en el análisis de filtro para distintos materiales en los sectores tales como cantera, selección de carbono, selección de minas, materiales de construcción, electricidad e industria química, etc.

La zaranda está compuesta de una especie de cajón (armazón) que cuenta con tejidos metálicos (tamices). El tejido de diámetro más grande es el superior y el de menor diámetro (tamaño de malla) es el inferior.

El marco (cajón) de la zaranda está montado sobre resortes y está atravesado, transversalmente, por un eje excéntrico, con una polea (en un extremo) al que se acopla un motor a través de correas trapezoidales. El eje cuenta, además, con un volante de contrapeso. El movimiento del eje, y el contrapeso del volante hacen que vibre todo el marco de la zaranda. Este eje eje se encuentra apoyado por dos rodamientos 23328 lubricados con aceite.

El tejido metálico está inclinado respecto de la horizontal y el material a clasificar ingresa al piso superior y debido a la vibración e inclinación del tejido metálico el material va avanzando y si es de tamaño inferior al tamaño de la malla pasa al piso más abajo. El material que no pasa sale por el extremo del tejido opuesto al que entro. De esta forma se consigue separar el material.
RODAMIENTOS

Método de Lubricación del rodamiento 23328

Baño de Aceite.- El aceite recogido por los componentes rotativos del rodamiento se distribuye por todo el interior del rodamiento y después vuelve a caer al baño de aceite. Cuando el rodamiento no gira, el aceite deberá tener un nivel ligeramente inferior al centro del elemento rodante que ocupe la posición más baja. Para conseguir el nivel de aceite adecuado se recomienda utilizar niveladores de aceite.

Un nivel de aceite por encima del cuerpo rodante más bajo conduce, principalmente, a elevadas velocidades de giro, y, a causa del rozamiento por chapoteo, a temperaturas más elevadas de los rodamientos y muchas veces a la formación de espuma. Bajo factores de velocidad correspondientes a n · dm < 150 000 min–1 · mm, el nivel de aceite puede ser algo más elevado.

Cuando se emplea una lubricación por baño de aceite, generalmente es suficiente cambiar el aceite una vez al año, con tal de que la temperatura de funcionamiento no supere los 50 ºC y de que haya poco riesgo de contaminación. Para temperaturas más elevadas es preciso efectuar los cambios con más frecuencia, por ejemplo para temperaturas de funcionamiento próximas a 100 ºC deberá cambiarse el aceite cada tres meses. Para condiciones de funcionamiento extremas también es preciso cambiar el aceite con mayor frecuencia.

Selección del aceite adecuado para la aplicación

La selección del aceite está basada fundamentalmente en la viscosidad requerida para proporcionar una lubricación adecuada del rodamiento a la temperatura de funcionamiento. La viscosidad del aceite depende de la temperatura, y disminuye con el aumento de la misma. La relación entre la temperatura y la viscosidad se muestra en el índice de viscosidad VI. Los aceites recomendados para la lubricación de los rodamientos son los que tienen un alto índice de viscosidad, de 95 como mínimo (aceites cuya viscosidad varía poco con la temperatura).

Para que se forme una película de aceite suficientemente espesa en la zona de contacto entre los elementos rodantes y los caminos de rodadura, el aceite deberá conservar una viscosidad mínima a la temperatura de funcionamiento.

Ciertos tipos de rodamientos, p.ej. los rodamientos de rodillos a rótula, los rodamientos CARB, los rodamientos de rodillos cónicos y los rodamientos axiales de rodillos a rótula, suelen tener una temperatura de funcionamiento más alta que otros tipos de rodamientos, p.ej. los rodamientos rígidos de bolas y los rodamientos de rodillos cilíndricos, bajo condiciones de funcionamiento equivalentes.

A la hora de seleccionar un aceite se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:

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La vida útil del rodamiento se puede prolongar seleccionando un aceite con una viscosidad cinemática ν a la temperatura de funcionamiento que sea más alta que la viscosidad ν1. A ν > ν1 se puede conseguir seleccionando un aceite mineral con una viscosidad ISO VG más alta o usando un aceite con un índice de viscosidad mayor que VI, con al menos el mismo coeficiente de presión-viscosidad. Puesto que el aumento de viscosidad eleva la temperatura de funcionamiento, a menudo la ventaja de este método está limitada.

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Cuando la relación de viscosidad κ = ν/ν1 es menor que 1, se recomienda que el aceite contenga aditivos EP, y si κ es menor que 0,4 se hace necesario el uso de un aceite con tales aditivos. Un aceite con aditivos EP puede mejorar también la fiabilidad de funcionamiento cuando κ es mayor que 1, con rodamientos de tamaño mediano o grande. A continuación presentaremos el cálculo de viscosidad realizado para verificar la elección del lubricante:

Como podemos apreciar la viscosidad requerida a la temperatura de funcionamiento es de 8.04 mm²/s; la viscosidad requerida a la temperatura de referencia para el lubricante con VI = 95 para obtener κ = 1 a temperatura de funcionamiento es de 40,4mm²/s

Implementación de una ruta de Lubricación

Objetivos:

ü  Generar una base de datos de todos los equipos rotativos de la planta a los cuales se les realiza la actividad de lubricación.

ü  Reducir los costos de mantenimiento y de lubricación en la planta

ü  Mejorar la productividad de la planta

ü  Reducir la tasa de defectos

ü  Aumentar la disponibilidad de los equipos

Implantación de la ruta de lubricación

La ruta de lubricación de Planta recogerá de forma pormenorizada:

·  Identificación de todas las secciones de Planta.

·  Identificación de todas las máquinas por sección.

·  Identificación de todos los puntos susceptibles de lubricación.

·  Producto a utilizar en cada punto susceptible de lubricación.

·  Frecuencia de control, relubricación control y cambio.

·  Gama de lubricación a aplicar en cada tarea de lubricación.

·  Inventario de todos los puntos críticos.

·  Carga de trabajo por frecuencias de lubricación

·  Distribución de tipología de equipos existentes en planta.

·  Cuadro de lubricantes a utilizar por aplicaciones.

Toda esta información servirá de base para la puesta en marcha de la ruta de Lubricación de una forma organizada y sistematizada, el cual se podrá llevar a cabo de forma manual o informatizada a través de nuestra aplicación informática de gestión de lubricación, y servirá de base para futuros desarrollos y como punto de partida de la mejora continua.

Por dónde Empezar

Es necesario conocer la planta, la maquinaria y los equipos que se lubrican, el plan de lubricación que se tiene, el conocimiento de lubricantes, el manejo de desechos, el inventario y sitio asignado para el manejo de lubricantes. Por tal motivo lo que se quiere es conocer exactamente lo que el operario engrasador hace, qué lubricantes emplea y la cadencia de los puntos de lubricación. Toda la información requerida será recolectada en los respectivos formatos. Para empezar el operario encargado de la lubricación deberá completar la siguiente tabla:

Activo	Punto	Lubricante	Cadencia

Luego de tener información de los puntos que los operarios están lubricando se procederá a realizar la identificación de todos los puntos activo por activo, por parte de los ingenieros de Bearings Transmission, estos puntos se obtendrán de los manuales de los activos, de la experiencia de los encargados de mantenimiento sin olvidar la comprobación e identificación en el propio activo.

Sería recomendable darle a los activos de la planta algún tipo de código a fin de que la identificación de los mismos sea más rápida, esta codificación deberá ser reconocida por todos los involucrados en el proceso. Si los activos ya poseen algún tipo de identificación sería importante mantenerla y complementarla.

Llegado a este punto lo que se deberá conocer de los activos será lo siguiente:

·         Número de puntos iguales

·         Tipo de Lubricante

·         Orden en el listado

·         Frecuencia de lubricación

·         Persona encargada de realizar la lubricación al punto.

RODAMIENTOS

Recomendaciones Rodamientos

Como bien se sabe los rodamientos son elementos mecánicos "de Precisión" que sirven para soportar cargas, tanto dinámicas como estáticas, además reduce la fricción entre un eje  y las piezas conectadas a éste.
Los rodamientos son un componente esencial, de prácticamente todas las maquinas. un rodamiento soporta y guía un eje, pivote o ruedas giratorias u oscilantes con una fricción mínima.  

Los rodamientos se presentan en diferentes configuraciones y tamaños, la selección de un rodamiento de pende de varios factores como lo son:

• Espacio disponible
• Tipo de carga al que estará sometido (magnitud y dirección de las mismas)
• Si tiene que admitir cierta des alineación angular en funcionamiento.
• Velocidad
• Si requiera obturaciones integradas
• Vida; referente a la duración del rodamiento dada en numero de revoluciones o de horas de funcionamiento antes del fallo, y se considera que el rodamiento falla cuando se observa el primer síntoma de fatiga.
• Desplazamiento axial

Para hacer una buena selección del rodamiento, SKF ha realizado ciertas recomendaciones y ha colocado varios valores en sus catálogos que ayudan a la hora de realizar el procedimiento de selección, pero para comprender un poco mas vamos a definir algunos estos valores que se encuentran en el catalogo.

Capacidad de carga estática La capacidad de un rodamiento para soportar una carga en condiciones estáticas, técnicamente la podemos definir como la capacidad que tiene el rodamiento de soportar cierta carga en condiciones estáticas antes que el mismo sufra una deformación permanente que no permita su utilización.

Capacidad de Carga Dinámica

La capacidad de carga dinámica elemental es la carga constante bajo la cual el rodamiento alcanza la durabilidad elemental de un millón de revoluciones.

Velocidad de Referencia

La velocidad de referencia para un rodamiento representa la velocidad a la cual, bajo las condiciones de funcionamiento especificadas, existe un equilibrio entre el calor generado por el rodamiento y el calor evacuado por el mismo hacia el eje, el soporte y el lubricante.

Velocidad Limite

La velocidad límite está determinada por criterios entre los que se encuentran la estabilidad de la forma o la resistencia de la jaula, la lubricación de las superficies guía de la jaula, las fuerzas centrífugas y giratorias que actúan sobre los elementos rodantes y otros factores que limitan la velocidad.

Contacto
También es importante tener en cuenta a la hora de realizar la selección de los rodamientos a utilizar en una aplicación  el tipo de contacto que tienen los elementos rodantes con los caminos de rodadura, y es la diferencia básica entre los rodamientos de bolas y los rodamientos de rodillos; puesto que los primeros presentan un contacto puntual los de rodillos presentan un contacto lineal.

• Contacto Puntual.- es el tipo de contacto que encontramos en los rodamientos de Bolas, puesto que es un área pequeña no pueden resistir gran carga, aunque este tipo de área de contacto también presupone menos fricción, por lo que podemos afirmar que los rodamientos de bolas son adecuados para cargas ligeras y velocidades altas.
• Contacto lineal.- en este tipo de contacto tenemos una mayor fricción, por lo que los rodamientos de rodillos se deben utilizar en aplicaciones donde la velocidad sea menor, así mismo el incremento en la superficie de contacto hace que los rodamientos de rodillos sean adecuados para cargas pesadas.

Partes de los Rodamientos

• Aro interno.- es la parte montada sobre el eje y en la mayoría de las aplicaciones es la parte que gira, el diámetro interior de este aro puede ser cilíndrico o cónico. en la parte externa se encuentra el camino de rodadura y la forma del mismo esta determinado por el tipo de elemento rodante.
• Aro Exterior.- este es el aro que se monta o apoya en el soporte, en la mayoría de los casos no gira, en su superficie interna se encuentra el camino de rodadura. La forma del mismo esta determinada por el tipo de elemento rodante.
• Elementos Rodantes.- son los elementos que mantienen separados el aro interno y el aro externo, ademas transmiten la carga de un aro al otro. las diferentes formas de los elementos rodantes dan a cada rodamiento diversas características únicas.
• Jaula.- Es el elemento dentro del rodamiento que evita el contacto directo entre los elementos rodantes, también los guía y proporciona el espacio para el lubricante. Cuando los rodamientos son de diseño separable (ej. Rodamientos de rodillos cónicos), la jaula es la que retiene los elementos rodantes.
• Obturaciones.- Son los elementos que protegen al rodamiento de la contaminación y mantiene el lubricante dentro del rodamiento.