Lubricación de cojinetes planos
Finalidad de la lubricación
El desplazamiento mutuamente relativo de dos superficies, en presencia de un lubricante, origina la formación de una película del lubricante que aísla las dos superficies entre sí. Cuando la lubricación es eficaz, ambas superficies no llegan a tocarse y sus numerosas irregularidades no llegan a originar fricción, calor ni desgaste.
La fricción nunca puede ser anulada por completo, pues el lubricante está afecto a una resistencia o fricción interna.
Entre la lubricación perfecta y la falta de toda lubricación, existen infinitas condiciones de lubricación parcial, con diferentes grados de fricción, calor y pérdida energética.
Una cantidad igual de dos lubricantes diferentes, aplicados de manera exactamente igual, pueden producir un resultado enteramente distinto. Mientras que uno de los aceites puede proteger perfectamente las superficies el otro puede fracasar en forma total bajo las mismas condiciones
de carga, velocidad y temperatura, debido a las distintas resistencias mecánicas de las películas de ambos aceites. La resistencia de película constituye una medida de la carga que puede soportar la película de aceite sin disgregarse.
En un aceite mineral puro, la resistencia de película depende en gran parte de la viscosidad; cuanto más viscoso el aceite, tanto mayor será la carga que puede soportar. Bajo la acción de presiones extremas o de cargas súbitas, un aceite mineral puro puede fallar, permitiendo que los metales entren en contacto mutuo, aún cuando su alta viscosidad justifique su utilización en el cojinete bajo condiciones normales. En estos casos, se recurre a un aceite provisto con aditivos que aumentan su capacidad de soporte de carga, es decir: que le impartan propiedades de E.P. (extrema presión) o de gran resistencia de película. La formación de una película de aceites en un buje depende de la carga, velocidad y temperatura del buje; del método y punto de aplicación del lubricante, del diseño del buje y de las características del lubricante utilizado, cuando un eje se halla detenido, la película de aceite que se ha formado entre el eje y el buje es expulsada y la carga actúa directamente sobre el buje en lugar de aplicarse sobre la película. Al iniciarse el funcionamiento de la máquina, la rotación del eje arrastra al aceite; en efecto, el eje actúa como una bomba, y forma, en la zona donde actúa la presión, una película de aceite que viene a soportar la carga del eje.
Si bien la mayoría de las grasas son demasiado consistentes para fluir como un aceite, las mismas actúan de manera esencialmente igual en un cojinete y quedan sometidas a influencias similares.
Efecto de la carga
Si un cojinete es sometido a una carga aproximadamente igual a la resistencia de la película del lubricante, la carga tenderá a sobrepasar la presión acumulada en la película que yace debajo del eje, a empujar el eje hacia abajo, atenuando el espesor de la película. En estas condiciones, los metales pueden llegar a tocarse. Si la carga sigue aumentando, la película lubricante puede ser totalmente desplazada o disgregada; los metales entrarán entonces en contacto directo entre sí, con el consiguiente desgaste del cojinete y la generación de calor. En estos casos debe recurrirse a un lubricante más pesado, o con mayor capacidad de soporte de carga.
Efecto de la velocidad
Cuanto mayor es la velocidad del eje, tanto mayor es el efecto de bombeo que hace que el lubricante se interponga entre las superficies en movimiento, y en el mismo grado aumenta la presión interna de la película de aceite. Esto significa que puede utilizarse un aceite de menor viscosidad, sin correr el peligro de que se rompa la película. Al mismo tiempo, el roce que se origina en el seno del lubricante se halla en proporción directa a la velocidad del cojinete; es decir que aumenta la fricción al aumentar la velocidad. Esta característica también indica la conveniencia de recurrir a un lubricante de baja viscosidad para las altas velocidades. Conviene hacer notar que lo que interesa aquí es la velocidad en la superficie del cojinete, y no la velocidad de rotación.
En un cojinete de baja velocidad no conviene utilizar un aceite liviano, pues éste no formará una película ininterrumpida.
Para estos cojinetes, debe recurrirse a los aceites más pesados o a los aceites que tienen una capacidad excepcional de soporte de carga.
Para los cojinetes lubricados con grasa, se recomienda, en general, emplear una grasa elaborada con un aceite de baja viscosidad en las aplicaciones de alta velocidad y utilizar una grasa que contenga un aceite de alta viscosidad, cuando las velocidades son reducidas.
Efecto de la temperatura
La temperatura de trabajo de un cojinete es afectada por la temperatura ambiente, por la proximidad de un elemento generador de calor, y por la viscosidad o consistencia del lubricante. También la puede afectar una instalación defectuosa o un diseño inadecuado del cojinete, pues estos inconvenientes favorecen un exceso de fricción.
La temperatura desempeña un papel preponderante en la elección del lubricante a utilizar. Así, un cojinete instalado a la intemperie se halla expuesto a temperaturas muy variables (de la temperatura más baja del invierno, al día más caluroso del verano). A veces no es posible obtener un solo lubricante que sea adecuado para una gama tan amplia de temperaturas, debiéndose cambiar según las estaciones La ubicación del cojinete en una fábrica, también es importante. Debe considerarse cualquier temperatura anormal que exista cerca del cojinete. Por ejemplo: los
cojinetes que se hallan en o cerca de elementos de refrigeración, deben ser lubricados con productos adecuados para temperaturas bajas. En cambio, los cojinetes de los hornos, ventiladores de tiro inducido, etc., o en equipos próximos a serpentines de vapor o calderas, alcanzan temperaturas superiores a lo normal y debe considerarse este factor en la elección del lubricante
Pueden generarse temperaturas elevadas dentro del cojinete mismo, invariablemente como resultado de la fricción debido a factores tales como cojinetes demasiado apretados, ejes desalineados, vibraciones excesivas, sobrecargas, etc. Lo suciedad también puede causar roces en un cojinete y aumentar indebidamente las temperaturas.
Se suele elegir un lubricante liviano o de baja viscosidad para el uso a baja temperatura, y un aceite más viscoso o una grasa más dura para las temperaturas elevadas. Si el cojinete ha de quedar sometido a una amplia gama de temperaturas, que incluyen tanto temperaturas altas como bajas el aceite debe tener un alto índice de viscosidad; es decir ser resistente al espesamiento en
frío y al adelgazamiento en caliente, algo que cumplen a la perfección los aceites sintéticos.
wolmer Bruce
11-06-2011 00:44
buenas horas profesor... que hay de cierto que usted iba a enviar unos ejercicios los cuales debíamos entregar? porq los he buscado pero no los encuentro.. que tan cierta es esa información??
yonny
11-06-2011 00:39
Gran parte de las investigaciones se refieren al funcionamiento de la maquinaria a temperaturas extremas. En las zonas bajas puede tratarse de 240' C. En las máximas se prevé que algunos aparatos pueden llegar a funcionar a 1.000-1.500 C. El gas es el único lubricante conocido con posibilidades de Ser empleado en temperaturas extremas. Debido a que la viscosidad de gas es muy baja, la fricción que resulta en el cojinete es, por tanto, de un orden inferior. Por ello las maquinas lubricadas por gas pueden funcionar a temperaturas extremadamente altas al no representar un serio problema el mantener los cojinetes refrigerados. Se ha logrado hacer funcionar hasta a 433.000 r.p.m. un rotor con cojinetes de lubricación gaseosa.
yonny
11-06-2011 00:35
un cojinete consiste en un eje cilíndrico, y en un soporte que forma el cojinete propiamente dicho.El factor más importante para establecer las características de rendimiento del cojinete lo constituye a menudo el método de engrase y la cantidad del mismo. Por ejemplo, al faltar el lubricante, el gorrón y el cojinete frotan uno contra el otro en seco. La fricción y el desgaste son relativamente altos, el coeficiente de rozamiento de un ele de acero al frotar con un cojinete de bronce, por ej., puede ser en seco de 0.3
yonny
11-06-2011 00:20
Recuerden compañeros que La carrera de ingenieria mecanica está caracterizada por su utilidad, versatilidad e importancia en diversas áreas de la tecnología moderna. El Ingeniero Mecánico representa un factor esencial para el desarrollo de la industria en general y está destinado a ocupar posiciones jerárquicas pues su formación está fundamentada en la creación de un profesional multidisciplinario, altamente capacitado, que pueda desarrollar sus actividades. Por lo tanto vamos a seguir luchando lo mas que podamos para lograr que este pais se desarrolle.
yonny
11-06-2011 00:13
Los aceites y lubricantes se clasifican de acuerdo a :
Al nivel de servicio ( *API )
Al grado de viscosidad ( **SAE )
LA API
El API clasifica los aceites para motores a gasolina con la letra . S “ servicio “ y una segunda letra que indica el nivel de desempeño del aceite referida al modelo o año de fabricación de los vehículos .
Los cuales son : SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG, SH, SJ.
Con la letra C “ Comercial “ que son aceites para motores diesel y una segunda letra que se refiere al año, al tipo de operación y al diseño.
Los cuales son : CA, CB , CC, CD, CD-II, CE, CF, CF-2, CF-4, CG-4
Las letras GL que son para aceites de transmisión y diferenciales :
Los cuales son : GL-1, GL-2 , GL-3 , GL-4 , GL-5 ,
LA SAE
La SAE clasifica los aceites de motor de acuerdo con su viscosidad, en :
UNIGRADOS los cuales son : SAE 40 , SAE 50 ,
MULTIGRADOS los cuales son : SAE 20W-40 , SAE 20W-50 , SAE 15W-40 .
Los aceites multigrados brindan mayores beneficios :
Facilitan el arranque en frió del motor protegiéndolo contra el desgaste.
yonny
11-06-2011 00:07
Estado de Reducción: (Reducción de Marcha) Pongamos un
elemento de reacción (fijo) como ser la corona y que la salida sea el portasatélite el cual transmitirá el movimiento a las ruedas.
En este caso el par es multiplicado y la velocidad se reduce de acuerdo con el factor de relación de transmisión. Ej. Una relación de 3 : 1 cambia un par de entrada de 100 [Nm] y una velocidad de entrada de 2.700 [rpm] en un par de salida de 300 [Nm] y 900 [rpm]
eduardox
11-06-2011 00:01
PRINCIPIOS DE LUBRICACION AUTO PRESURIZADA EN COJINETES SUMERGIDOS PARA APOYOS DE EJES PORTA HELICE, CON RECUBRIMIENTO INTERNO DE MATERIAL ELASTICO Y EN DESARROLLO HELICOIDAL.
De acuerdo a lo desarrollado, hemos visto que el principio elemental de la nueva ciencia de lubricación basada en la hidrodinámica y el movimiento de los fluidos, consiste en lograr la separación entre dos superficies deslizantes por medio de una película lubricante, de manera que los cuerpos no froten directamente uno contra el otro.
Esta película lubricante esta sujeta a un mecanismo determinado, siendo necesario que la misma sea portadora de una presión hidrodinámica para que pueda soportar cargas. Esto lo comprueban las hipótesis de Reynolds y Sommerfeld, hombres de ciencia que crearon leyes que rigen la tecnología de la lubricación.
Debido a la conformación de la estructura elástica interna de nuestro cojinete, se forma al girar el eje una película lubricante interpuesta que obtiene una separación entre las superficies deslizantes, de manera que los cuerpos no froten directamente uno sobre el otro y esta regida por un mecanismo definido, de acuerdo a los trabajos de investigación y pruebas de laboratorio. De su permanencia y buen mantenimiento de esa película lubricante, dependen las perdidas de potencia y el desgaste prematuro de las piezas en movimiento.
A su vez, es sabido que la misma, también cumple con otras funciones tales como eliminar el calor generado, evacuar las impurezas producidas durante el funcionamiento, y en nuestro caso, en que el lubricante empleado es el agua, que al ser de menor viscosidad fluye con excesiva velocidad y tiene buena adhesión al metal; es el ideal y debe además, evacuar las arenas y otros cuerpos abrasivos e impurezas de que pueda estar contaminada; sin causar daño a la superficie del eje.
El material elástico para el revestimiento interno del respaldo o carcasa metálica del cojinete, capaz de cumplir con todas las exigencias a que va estar expuesto y sin alteración de sus condiciones físicas, es el caucho; único que posee mayor resistencia entre los elastómeros y que su coeficiente de rozamiento es considerado menor que el cojinete de bolas y permanece sin alteración al aumento de la carga y la velocidad.
Los Señores Ingenieros Navales, proyectistas, armadores e instaladores de motores y líneas de ejes para la propulsión naval y de equipos de bombeo, deben tomar clara conciencia de la importancia técnica, decisiva, que tiene la aplicación de la tecnología correspondiente a la ciencia de la lubricación, aplicada en nuestros cojinetes para ejes porta hélice y equipos de bombeo, promoviendo su conocimiento y aplicación para obtener economías notables de combustible estimados en toneladas para embarcaciones de mediano y gran porte, durante el tiempo de vida útil de la cupla eje-cojinete, en un promedio mínimo de 3 a 8 años, y en la exposición prematura del eje-cojinete; a fin de lograr aumentos substanciales de productividad y competitividad en la Industria Naval, a nivel internacional, estableciendo así una de las bases ciertas para el crecimiento de nuestra economía en esta era de grandes avances tecnológicos, donde otros materiales rígidos, nunca podrán lograr la durabilidad en la dupla eje cojinete helicoidal Muñiz.
luis sebastian
11-06-2011 00:01
espero que mi informacion les ayude a cada uno para su proyectos, lo que puedo agregar hacerca del mismo tema es que:
Aceite Lubricante:
Los aceites lubricantes utilizados para los rodamientos
son normalmente aceites minerales o sintéticos
altamente refinados con una alta resistencia de película
de aceite y una extrema resistencia a la oxidación y
corrosión. Cuando seleccione un aceite lubricante,
es importante tener en cuenta la viscosidad en las
condiciones de funcionamiento. Si la viscosidad
es demasiado baja, no se formará la película de
aceite adecuada y pueden producirse desgastes
y deformaciones anormales. Por otra parte, si la
viscosidad es demasiado alta la excesiva resistencia
viscosa puede provocar calentamientos o importantes
pérdidas de potencia. En general, para altas velocidades
deberían utilizarse aceites de baja viscosidad; sin
embargo, la viscosidad debe aumentar si también
aumenta la carga y el tamaño del rodamiento.
luis sebastian gonzalez compagnino c.i 17.870.325
jessica salgado
11-06-2011 00:00
Estimación del momento de fricción. Bajo determinadas condiciones:
* carga del rodamiento P = 0.1C
* buena lubricación
* condiciones de funcionamientos normales
Para calcular el momento de friccion con una buena precision usando un coeficiente de friccion constante µ en la siguiente ecuación: M = 0.5 µ P d
donde:
* M = momento de fricción, Nmm
* µ = coeficiente de friccion constante del rodamiento (en tabla)
* P = carga dinámica equivalente, N
* d = diámetro del agujero del rodamiento, mm
Pérdida de potencia y temperatura del rodamiento:
Se puede obtener la pérdida de potencia en un rodamiento como resultado de la fricción del mismo usando la siguiente ecuación:
Nr = 1.05 x 10-4 Mn
Donde:
* Nr = perdida de potencia,W
* M = momento de fricción total del rodamiento, Nmm
* N = velocidad de giro, rpm
Para obtener un cálculo aproximado del incremento de temperatura en el rodamiento se realiza mediante la fórmula siguiente:
∆T = NR / Ws
Donde:
* ∆T = incremento de temperatura, ºC
* NR = pérdida de potencia, W
* Ws = factor de refrigeración, W/ºC
