Discusión de Videos de lubricación
Video Lubricación 1 (Baños Lira Juan Carlos)
Sin lubricación, toda máquina llegaría a un paro total, mientras más avanzados sean los materiales y la complejidad de las maquinas, la lubricación se convierte en una ciencia.
El análisis de aceite tiene dos funciones básicas: El chequeo de la condición del aceite y el chequeo de la condición de las partes lubricadas de las maquinas.
Un programa regular de análisis, reducirá los gastos de operación y reparación, aumentará la disponibilidad y la confiabilidad de los equipos y mejorar la seguridad de su operación
Fundamentos de la lubricación
El termino aceite lubricante se refiere a toda clase de material lubricante que se aplica como un fluido
La mayoría de los aceites lubricantes se saca de la porción viscosa del aceite crudo que sobra después de remover el gasóleo y otros químicos ligeros a través de la destilación. Algunos aceites son materiales sintéticos o hechos por el hombre.
Los lubricantes sintéticos son utilizados en maquinaria de alto rendimiento ya que reduce el desgaste de las partes de una maquina al mantener una película delgada de lubricante que separa las partes móviles y previene el contacto de metal a metal
Las funciones primarias de los aceites lubricantes son:
Soportar la carga
Reducir la fricción y el desgaste
Remover el calor
Prevenir la corrosión
Un buen aceite lubricante debe exhibir las siguientes propiedades adicionales:
Viscosidad: el grosor del aceite o su resistencia al flujo, afecta la generación de calor debido a la fricción, el desempeño de los sellos, la rampa de consumo de aceite y la facilidad de arranque de las maquinas en condiciones frías
Temperatura: afecta la viscosidad del aceite y su rendimiento de lubricación, a medida que sube la temperatura, este tiende a adelgazarse a su vez, al bajar la temperatura el aceite se espesa
Los aditivos del aceite son químicos que se agregan al aceite base para darle propiedades específicas. Algunos aditivos imparten nuevas propiedades o mejoran las ya existentes.
Los aditivos más comunes son:
Inhibidores de corrosión
Detergentes y dispersadores
Inhibidores de oxidación
Desespumantes,
Mejoradores de índice de viscosidad
Agentes de presión extrema y anti-desgaste
Video 2 (García Mota Fernando Daniel)
Estrategias de análisis de aceites
Para asegurar máxima confiabilidad del equipo el operario
debe determinar que también funciona el lubricante y si está presentado;
contaminación, degradación o desgaste excesivo.
Estrategias de análisis de aceites:
El análisis de aceites comienza en la planta mezcladora del
fabricante donde las mezclas de los aceites nuevos son probadas periódicamente
por control de calidad, además deben ser probados y aprobados para la
aplicación en la máquina determinada.
Dependiendo de la estrategia de mantenimiento y de la
accesibilidad para muestreo general, se usa una de 2 estrategias de prueba para
monitorear aceite usados, los cuales son:
- Prueba de rendimiento de aceite
- Pruebas de condición de aceite
El monitoreo de la condición de aceite se usa para máquinas
con sistemas de lubricación individuales que son accesibles para muestreo. El monitoreo
de la condición de aceite se enfoca en los nuevos de fallas relacionados con el
aceite, los cuales llevan a serios daños o fallas del equipo los nuevos de
fallas más comunes son: la contaminación, degradación y el desgaste.
Para reducir las probabilidades de daños nuevos es
importante que el muestreo y el análisis se hagan con frecuencia para
determinar los indicadores precursores de los nuevos de falla críticos.
El número de muestras de aceite requeridos para una
indicación confiable de falla varía dependiendo del tipo de:
- · Equipo
- · Velocidad de operación
- · Historia del uso
- · Severidad de la aplicación
- · Condiciones de la operación
* Requisitos del monitoreo de la condición del aceite
Su función es: detectar cualquier condición anormal que
pudiera causar daños severos o fallos del sistema de equipos.
La clave para un análisis efectivo es establecer indicadores
de condición confiables para todos los modos de falla críticos y un intervalo
de muestreo muy corta para permitir una advertencia temprana
El análisis de modos de falla determina:
- · El efecto que cada modo de Falla tiene en el proceso
- · Los síntomas de cada modo de falla
- · El intervalo de tiempo entre la iniciación y la falla misma
- · La prevalencia de cada modo de falla
* Los más críticos modos de falla relacionados con el aceite
son:
- · Contaminación con agua o refrigerante
- · Contaminación con combustible
- · Contaminación con partículas
- · Degradación ü situación del aceite
- · Desgaste excesivo
- · Aceite incorrecto
* Procedimientos de muestreo en los equipos
El intervalo óptimo de muestreo es el más corto periodo en
el cual 2 muestras consecutivas indican la presencia y la tendencia de un modo
de falla en forma confiable. Se determina de un análisis de los modos de Falla
críticos para cada máquina.
·
Equipos de baja velocidad (maquinaria de plantas
grandes, motores diesel marinos): intervalos de más de 300 horas de operación
·
Equipos de velocidad media (motores de locomotora,
equipos de construcción): intervalos de 100 y 300 horas de operación.
·
Equipos de alta velocidad (turbinas de gas):
intervalos de 10 y 50 horas de operación.
* Pruebas de monitoreo de la condición del aceite:
Las pruebas que se deben hacer en máquinas particulares
dependen de la estrategia del análisis del aceite y el monitoreo de la
condición del aceite requiere datos cuantitativos y utiliza pruebas como:
- · Electroscopia de la emisión atómica
- · Espectroscopia infrarroja transformada de Fourier
- · Conteo electrónico de partículas
- · Viscosidad cinética
- · Número de base total de B & N
El monitoreo del rendimiento del aceite incluye pruebas como:
- · Análisis de partículas de desgaste
- · Viscosidad cinética
- · Índice de viscosidad
- · Examen de oxidación
- · Número acídico total
Video lubricación 3: Sánchez Cruz Brandon
Análisis de aceites en maquinaria.
Establecimiento de un programa eficaz
Para asegurar una lubricación confiable se requiere mantenimiento
y pruebas de aceite en forma regular, por lo cual el análisis de aceites es una
parte importante y común del mantenimiento de la maquinaria, dependiendo de la
aplicación el analista de aceites enfrenta una gran variedad de problemas y
modos de falla, con síntomas específicos que requieren a su vez pruebas específicas.
Selección de máquinas y pruebas
Los primeros pasos para desarrollar un programa de
monitoreo de aceites, son determinar a qué maquina le sirve más el análisis y
cuales métodos de prueba y muestreo son ms adecuados para cada aplicación de las máquinas
Dependiendo del equipo, el jefe de mantenimiento tendrá que
escoger entro dos estrategias muy diferentes del análisis de aceites “Monitoreo
del comportamiento” y “Monitoreo de la condición del aceite”
Monitoreo del comportamiento del aceite: Se enfoca en la
vida útil restante, obtenida mediante un análisis de las propiedades
principales del aceite, un buen análisis debe incluir:
· Viscosidad cinética
· Índice de viscosidad
· Prueba con la bomba rotatoria
· Número acídico total
· Prueba de características de desgaste
· Análisis de partículas de desgaste
Monitoreo de la condición del aceite: Se enfoca en los
modos de falla críticos, el método provee un aviso avanzado de los problemas
midiendo directamente sus síntomas, para poder ser aplicable a este método una
maquina debe:
· Usar un sistema de lubricación a presión o por salpique
· Haber un tanque común con suficiente cantidad de aceite para poder tomar las muestras de el
· Indicar los síntomas de los modos de falla críticos que son más costosos o críticos para el proceso del equipo
Para motores de combustión y equipo auxiliar, los modos de
falla critico están relacionados con:
· Contaminación del refrigerante
· Contaminación del combustible
· Oxidación del aceite
· Aditivos incorrectos o faltantes
Para engranajes pesados y sistemas industriales de
cojinetes, los modos de falla críticos se relacionan con:
· Contaminación del agua
· Oxidación del aceite
· Aditivos incorrectos o faltantes
· Excesivo desgaste debido a sobrecarga o velocidad
Para sistemas hidráulicos los modos de falla críticos incluyen:
· Contaminación de partículas
· Contaminación del agua
· Oxidación del aceite
Muestreo de aceites
Las pruebas confiables dependen de unas buenas muestras
tomadas a tiempo, la programación del muestro debe ser planeada para asegurar
que las muestras sean tomadas a tiempo y con un mínimo de mano de obra.
El muestreo se podrá hacer en forma efectiva usando técnicos
de mantenimiento preventivo y durante horas de trabajo normales si se
consideran estos factores:
Primero, diferentes máquinas requieren distintos planes de
pruebas con diferentes requisitos de muestreo para máquinas que usan monitoreo
del comportamiento del aceite el intervalo de muestreo debe dar una seguridad
de que el aceite trabajará bien hasta el próximo muestreo el largo período
entre muestreos se compensa con filtros especiales y otros elementos que
remuevan cualquier contaminación que pudiera ocurrir. Para máquinas que usen
monitoreo de la condición el intervalo es lo suficientemente corto para
permitir que los modos de falla críticos sean detectados en forma temprana de
modo que se pueda planear un mantenimiento correctivo
Segundo, muchas actividades de mantenimiento tienen efecto
negativo en los resultados de las pruebas de aceites las muestras deben ser
tomadas antes de efectuar actividades como adición de aceite cambio de filtros
y mantenimiento de piezas aceitadas
Tercero, sin importar que técnica de análisis de aceites se
haya usado la confiabilidad de los resultados dependen del cuidado en el
muestreo todas las muestras deberían ser tomadas con el aceite a su temperatura
de operación y del mismo punto de lubricación hacia abajo de los componentes
que generan descarte de ser posible todo me muestras de una válvula instalada
para ese propósito
Tendencia de los datos del aceite, interpretación
y diagnostico
Cuando se recibe el reporte de las pruebas de laboratorio
será necesario interpretar los resultados de las pruebas y determinar la
condición del aceite y de la máquina.
La evaluación de características del aceite a partir del
resultado de la prueba de comportamiento, es bastante sencilla ya que los datos
se evalúan contra límites ya establecidos, antes estos límites son por lo
general muy severos y si se exceden requieren siempre un cambio de aceite o una
acción remediar semejante.
Manejo de datos y automatización
Los laboratorios de aceites están muy automatizados hoy día,
los instrumentos de prueba usan software y auto muestreo para dar datos de alta
calidad, gran volumen y bajo costo, están conectados con sistemas cerrados de
computadoras con software de manejo de datos y control de calidad, los gerentes
de mantenimiento y los técnicos pueden recibir e interpretar automáticamente
los datos de pruebas, momentos después de que la prueba se ha efectuado en
laboratorios localizados a cientos de millas de donde el equipo está operando
programas de software, los técnicos expertos usan ese conocimiento para generar
reportes de condición de aceites automáticamente, la integración de datos de
monitoreo y mantenimiento produce insignificantes mejoras en la consistencia
del monitoreo confiabilidad y reducción de costos el sistema integra todas las
funciones y bases de datos de mantenimiento y de monitoreo incluyendo un
monitoreo del:
1.-Uso: registra la edad de las máquinas y sus componentes
en términos, como horas de operación, ciclos de fatiga térmica o ciclos de
arranque y parada
2.-Configuración del equipo: El monitoreo de configuración
que registra el estado o composición cambiante de la máquina y de sus componentes
3.-Condición: Registra la condición de la máquina y de sus
componentes, usando todas las técnicas confiables para medir y seguir el
progreso de los modos de falla
4.-Estado del equipo: Registra el estado de la maquinaria y
sus componentes relativos a sus límites de operación segura o de máxima capacidad,
esta función también programa el mantenimiento preventivo y hace el seguimiento
de requisitos de partes de repuesto e inventario
5.-Mantenimiento: El monitoreo de mantenimiento que registra
el trabajo hecho durante inspecciones y reparaciones
6.- Confiabilidad: Evalúa los factores que impactan el
equipo y la confiabilidad del proceso, esta función evalúa los modos de falla
prevalentes estadísticamente, tiempos promedios, parada del equipo, vida
esperada de los componentes, estadísticas de uso, reemplazo y otros factores
operacionales
Mantenimiento de la calidad del análisis de
aceites
El monitoreo de la condición del aceite como otras tareas
de ingeniería en elementos complejos, requieren medios efectivos para manejo y
mejoramiento a largo plazo, la confiabilidad de la interpretación de datos
depende de resultados de prueba estables, luego la variabilidad indeseada es un
factor de seguridad de la calidad, algunas causas de ella se pueden eliminar
con estos pasos,
La variabilidad por uso irregular de la máquina se puede
reducir incluyendo los datos de uso en los cálculos de la tendencia
La variabilidad por consumo de aceite y rellenado se puede
disminuir con cambios más frecuentes de pequeñas cantidades de aceite
Finalmente, la variabilidad de la tendencia de los datos
por muestreo y mantenimiento irregulares se compensa usando cálculos de
tendencia computarizados que se adaptan a las circunstancias operacionales, es
importante que todos los datos usados en el cálculo de la tendencia se tomen de
muestra de aceite usado, las de aceite nuevo deben usarse sólo como último
recurso.
Video 4 (Juan Diego Cervantes Suárez)
Lubricantes Industriales - Grasas
Es auto-sellante de modo que proporciona su propio deposito para el lubricante que contiene, protege los rodamientos del polvo que puede causar desgaste y de la humedad que puede generar corrosión, la grasa contiene un aceite lubricante adecuado uno de una amplia variedad de lubricantes ya sean minerales o sintéticos.
Se han ideado mas de 100 grasas distintas todas para diferentes aplicaciones. Para su fabricación se debe de seguir un proceso sumamente especializado, este procedimiento se debe controlar cuidadosamente porque se producen cambios químicos complejos de acuerdo con la temperatura y con otros factores después de enfriado el estresante se mezcla con el lubricante y los aditivos las proporciones exactas se obtienen facilitando los datos a una unidad de control automático hasta ahora un uso más frecuente de la grasa zonal de lubricante de rodamientos de todo tipo.
también significa usar la grasa correcta para el regimiento específico y en las condiciones especiales en que éstos funcionan. Para grasas de uso múltiple la grasa es de aspecto suave y se puede usar a temperaturas de hasta 135 grados centígrados.
Las grasas se evalúan según la especificación en el eje y que incluyen 9 grados de consistencia desde que semi fluido clasificado como 000 que es un poco más viscoso que el aceite hasta el grado más alto el número 6, gracias que a primera vista parecen sólidas los grados usados con más frecuencia son más de consistencia 12. Intereses más cumplidos son más adecuadas para cojinetes con trabajo moderado en equipo con lubricación centralizada y con aceites básicos seleccionados especialmente se usan mucho en condiciones de baja temperatura y sirven para la mayoría de aplicaciones en las que los cojinetes trabajan a temperaturas normales y velocidades más altas. El grado 3 se necesita cuando la temperatura es ligeramente más alta o cuando el eje está montado verticalmente para cojinetes grandes de más de 75 milímetros de diámetro y para los que son sellados de por vida.
La alta temperatura es un factor importante, en presencia de oxígeno y calor se produce oxidación que endurece la grasa y reduce la lubricación el daño causado por la oxidación en un rodamiento de bolas es muy evidente y puede producir rápidamente una avería la grasa que tiene que resistir la oxidación a temperaturas elevadas.
La grasa se somete a ensayos destructivos, el rodamiento engrasado se coloca dentro de una caja y se le rodea de un elemento calefactor el cojinete se calienta a la temperatura requerida y luego se somete a la carga a 10.000 revoluciones por minuto, durante tanto tiempo como tarde a rotarse el efecto en el rodamiento es catastrófico, no obstante el ensayo demuestra que la grasa siguió fabricando eficazmente a 175 grados centígrados durante más de 500 horas de funcionamiento continuo para resistir temperaturas elevadas sin fundirse.
Otro de los principales enemigos de la grasa es el agua y la resistencia al agua puede ser una propiedad muy importante se realizan ensayos para determinar cuánta grasa se elimina de una capa, el agua en forma de vapor o de humedad intensa también daña los rodamientos causando corrosión por ello se formulan gracias especiales con propiedades anticorrosivas para proteger los rodamientos en condiciones de humedad.
Video 5
Wilber Eleazar Solano Vega
Lubricantes industriales -Engranajes
La historia industrial indica que se han usado engranajes para transferir rotación, de un eje a otro, de una dirección a otra y de una velocidad a otra, haciendo aumentar el par motor.
La ventaja de las ruedas dentadas es que pueden transmitir fuerza mas grandes a velocidades y potencias mas elevadas.
La lubricación de estos engranajes eran muy importantes. Los aceites minerales refinados pronto se convirtieron en los mas usados en los engranajes. Es muy importante usar el lubricante adecuado para la tarea al que se le destina.
Tipos de engranajes
Engranaje cilíndrico recto
La mayor parte de los engranajes cilíndricos tienen dientes de troquel envolvente, y la mayoría de los otros engranajes son variaciones de este concepto básico. Aunque el perfil envolvente es adecuado para transmitir movimiento suavemente, en el caso de engranajes rectos la fuerza se transmite usualmente de manera alternativa por un par de dientes seguidos por dos pares de dientes, esto tiende a causar vibraciones y ruidos, además cualquier partícula de desgaste tienden a empeorar las cosas, por ellos se emplean solo para velocidades relativamente bajas.
=> Engranajes helicoidales
Los engranajes helicoidales se usan para transmitir movimientos entre ejes paralelos. Para evitar vibraciones, cada diente se corta a lo largo de una elipse en el cilindro base, es decir, varios dientes estarán en contacto simultáneamente. Como resultado el movimiento es mas suave y silencioso, y el desgaste que tiene lugar tiende a equilibrar la carga entre los dientes. Por tanto estos engranajes pueden operar a velocidades considerablemente mas elevadas. Debido a que los dientes del engranaje helicoidal están dispuestos en ángulo, se produce un empuje axial, que tiende a mantener los engranajes separados.
El diseño de la caja debe ser capaz de contemplar esto, por esta razón se utilizan cojinetes cónicos o cojinetes de empuje especiales para absorber este empuje axial.
En el caso de los engranes doble helicoidal, en este caso el empuje axial producido por cada juego de espirales son igual de opuestos, de modo que se contrarrestan entre si.
=> Engranajes cónicos
=> Engranaje helicoidales cónicos
Se cortan con los dientes en ángulo o en espiral o en cualquier otra curva en la superficie del bloque cónicos, de modo que mas de dos pares de dientes estén en contacto al mismo tiempo. por esta razón los engranajes cónicos helicoidales funcionan a dos veces las velocidades de los engranajes ordinarios.
=> Engranajes helicoidales oblicuos
Se usan para transmitir movimiento entre ejes no paralelos, no son muy comunes y sus usos se limitan a velocidades y cargas muy bajas.
=> Engranajes de tornillo sin fin
Es en algunos aspectos una variación del engranaje oblicuo, en los cuales el ángulo entre los dos ejes es de 90 grados. El engranaje de diámetro pequeño se parece a un tornillo, el otro elemento, la rueda de tornillo sin fin es parecido a un engranaje helicoidal simple, excepto que los dientes son curvos para que se acoplen a los dientes del tornillo sin fin. Se usan mucho porque permite una gama mas amplia de relaciones de engranajes, sin embargo presentan el mayor componente de rozamiento entre los engranajes, provocando problemas especiales de lubricación
=> Engranajes (hipoidales)
Son parecidos a los engranajes cónicos, pero sus dos ejes solo se cruzan en vez de cortarse
Video 6 (Juan Diego Cervantes Suárez)
Lubricantes de los rodamientos
Se hacen con los mal altos estándares de precisión calidad, y es esencial mantener la mayor limpieza posible. el objetivo principal es evitar de se suelden debido a la fricción que estos elementos generan al momento del trabajo a realizar, así como evitar su desgaste.
Aunque los rodamientos soporten cargas muy pesadas, así como velocidades muy altas, es fundamental que estos cuenten con una lubricación, ya sea aceite o grasa dependiendo del tipo de trabajo o de carga.
Una de las variables a considerar si no que la mas importante (en caso de aceite) es la viscosidad y se especifica en mm^2 *s y esta cambia según las variaciones térmicas, donde se suelen medir a 40°C. La viscosidad usada para los rodamientos va desde los 2mm^2*s hasta los 500mm^2*s.
La velocidad de trabajo también es un factor que altera la lubricación, conforme aumente la velocidad se de genera una condición la cual es llamada "LUBRICACIÓN HIDRODINÁMICA" y si la velocidad es menor se debe de colocar un aceite mas viscoso para mantener una lubricación adecuada. Para aplicaciones lentas y de carga pesada se necesitan aditivos para mejorar la lubricación, teniendo en cuenta la temperatura del rodamiento.
Los aceites con alto índice de viscosidad limitan el cambio de temperatura de los rodamientos, de la misma manera se debe considerarla carga operativa de los rodamientos.
jabones espesantes mas eficaces
1-Litio;con una buena tolerancia a la temperatura
2-Calcio; recomendado para instalaciones expuestas al agua y tolera un máximo de 60°C
3-Sodio; posee buenas propiedades selladoras pero este no se debe exponer al agua.
En el caso de las grasas estas se miden por su rigidez y consistencia, siendo una característica similar al del aceite, pudiéndose modificar por los cambios de temperatura.
Para la aplicación en los rodamientos la consistencia de la grasa a usar esta entre 1 y 3 como máximo, siendo la grasa el lubricante mas popular debido a su fácil retención y alojamiento.
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