TEORIA DE LA LUBRICACIONTEORIA DE LA LUBRICACION

COLUMBUS UNIVERSITYCOLUMBUS UNIVERSITY

ING. BERNARDO CAMPOSING. BERNARDO CAMPOS

OCTUBRE 2011OCTUBRE 2011

ANTECEDENTESANTECEDENTESHistóricamente es interesante señalar que únicamente con la mejora de los procesos de fabricación de elementos metálicos (a partir de la revolución industrial) y el aumento de las velocidades de giro de ejes (por encima de las habituales de un carro o un molino) la lubricación hidrodinámica se convierte en el tipo normal de lubricación y empieza a ser estudiada .La lubricación con grasas (lubricación límite) recibió una atención especial desde hace ya muchos años. Un gran número de famosos investigadores realizó experimentos sobre lubricación: Leonardo da Vinci (1508), Amontons (1699), Euler(1748), Coulomb (1809). Amontons y Coulomb hallaron que la fuerza de fricción que hay que vencer para mover un cuerpo respecto a otro es proporcional a la carga normal aplicada P: es decir existe una constancia del cociente P/F, llamado coeficiente de fricción .Los primeros trabajos sobre un eje con cojinetes trabajando en condiciones hidrodinámicas fueron realizados por Pauli (1849) y Hirn (1854). Estos trabajos fueron analizados por el científico ruso Petroff en 1883. Tower entre 1883 y 1885 demostró que se generaban en este tipo de cojinetes unas presiones elevadas: este hecho fue explicado en 1886 por Reynolds que demostró que era necesaria una forma convergente en la película para que se generara un aumento de presión.

INTRODUCCIONINTRODUCCION

La fricción y el desgaste se encuentran siempre La fricción y el desgaste se encuentran siempre presentes en los presentes en los sistemas y las y las máquinas. El . El rozamiento crea una pérdida de energía rozamiento crea una pérdida de energía mecánica (potencia) perjudicial para el (potencia) perjudicial para el mecanismo y que se traduce en un mecanismo y que se traduce en un calentamiento de las piezas que estén en calentamiento de las piezas que estén en contacto, ocasionando desgaste y contacto, ocasionando desgaste y deformaciones, y eventualmente adhesión deformaciones, y eventualmente adhesión (gripaje). En reposo el rozamiento se traduce en (gripaje). En reposo el rozamiento se traduce en un fenómeno de adherencia, que conviene un fenómeno de adherencia, que conviene reducir para disminuir los esfuerzos necesarios reducir para disminuir los esfuerzos necesarios para la puesta en movimiento. El rozamiento para la puesta en movimiento. El rozamiento afecta a todos losafecta a todos los movimientos relativos movimientos relativos entre las piezas.entre las piezas.

OBJETIVOSOBJETIVOS Conocer la teoría de la lubricación.Conocer la teoría de la lubricación. Estudiar los distintos tipos de sistema de Estudiar los distintos tipos de sistema de

lubricación existentes.lubricación existentes. Conocer los distintos componentes de un Conocer los distintos componentes de un

sistema de lubricación.sistema de lubricación. Adquirir el conocimiento de los factores Adquirir el conocimiento de los factores

importantes a tener en cuenta para la importantes a tener en cuenta para la lubricación de un motor.lubricación de un motor.

Conocer los componentes del sistema de Conocer los componentes del sistema de lubricación y sus funciones.lubricación y sus funciones.

Conocer el manejo adecuado del aceite Conocer el manejo adecuado del aceite sucio y los filtros usados.sucio y los filtros usados.

Teoría de la LubricaciónTeoría de la Lubricación

La función básica de la La función básica de la lubricación son: reducción lubricación son: reducción de la fricción, disipación de la fricción, disipación del calor y dispersión de del calor y dispersión de los contaminantes, la los contaminantes, la reducción de la fricción se reducción de la fricción se logra manteniendo una logra manteniendo una película de lubricante película de lubricante entre las superficies que entre las superficies que se mueven una con se mueven una con respecto de la otra.respecto de la otra.

RESERVORIOS DE ACEITERESERVORIOS DE ACEITE

Los dos tipos de Los dos tipos de sistemas de lubricación sistemas de lubricación son: son:

De carter húmedo y de De carter húmedo y de carter seco.carter seco.

Generalmente el carter Generalmente el carter húmedo es usado en húmedo es usado en motores pequeños y los motores pequeños y los seco son usados en los seco son usados en los motores grandes.motores grandes.

Sistemas de filtrado de aceiteSistemas de filtrado de aceite

Sistema en paralelo (shunt): este Sistema en paralelo (shunt): este sistema es básicamente un sistema es básicamente un esquema continuo, es usada una esquema continuo, es usada una sola bomba y el tanque de sola bomba y el tanque de limpiado es omitido.limpiado es omitido.

La bomba de aceite descarga una La bomba de aceite descarga una cantidad constante de aceite por cantidad constante de aceite por revolución, pero la resistencia en revolución, pero la resistencia en el colador y el filtro varia con la el colador y el filtro varia con la temperatura del aceite y temperatura del aceite y gradualmente se incrementa la gradualmente se incrementa la contaminación que es levantada contaminación que es levantada del aceite, la presión del aceite del aceite, la presión del aceite es mantenida automáticamente es mantenida automáticamente por una válvula reguladora de por una válvula reguladora de presión que permite el paso del presión que permite el paso del aceite al motor.aceite al motor.

Sistemas de filtrado de aceiteSistemas de filtrado de aceite El sistema de filtrado El sistema de filtrado

en derivación en derivación (Bypass), es similar al (Bypass), es similar al sistema en paralelo sistema en paralelo excepto que el aceite excepto que el aceite procedente del filtro procedente del filtro es descargado es descargado nuevamente en el nuevamente en el carter.carter.

VALVULA REGULADORA DE PRESIONVALVULA REGULADORA DE PRESION

Cuando la bomba es girada Cuando la bomba es girada directamente por el directamente por el cigüeñal o por un motor cigüeñal o por un motor auxiliar, la bomba de auxiliar, la bomba de lubricación esta diseñada lubricación esta diseñada para descargar grandes para descargar grandes cantidades de lubricantes cantidades de lubricantes por eso se hace necesario por eso se hace necesario el uso de una válvula el uso de una válvula reguladora de presión.reguladora de presión.

Intercambiadores de calorIntercambiadores de calor

El intercambiador de El intercambiador de calor es el componente calor es el componente del sistema por el cual, del sistema por el cual, dos fluidos son pasados dos fluidos son pasados por una pared de metal, por una pared de metal, los cuales tendrán los cuales tendrán diferentes temperaturas, diferentes temperaturas, el fluido caliente entrega el fluido caliente entrega calor al fluido mas frió. calor al fluido mas frió.

Colador y filtros de aceiteColador y filtros de aceite Los coladores y filtros Los coladores y filtros

de aceite son utilizados de aceite son utilizados en los sistema de en los sistema de lubricación de los lubricación de los motores para remover motores para remover los abrasivos y los abrasivos y materiales extraños los materiales extraños los cuales incrementarían cuales incrementarían el desgaste de las el desgaste de las partes del motor .partes del motor .

Al limpiar los filtros se deben observar los sedimentos.

Bomba de lubricaciónBomba de lubricación

La bombas de La bombas de lubricación pueden lubricación pueden ser : de engranajes ser : de engranajes o de tipo rotativo, o de tipo rotativo, pueden estar pueden estar conectadas de conectadas de forma directa al forma directa al motor o con un motor o con un motor eléctrico.motor eléctrico.

Tipos de lubricaciónTipos de lubricación Existen 5 tipos diferentes de lubricación los cuales son muy importantes, éstos son: • Hidrodinámica • Hidrostática • Elastohidrodinámica • De película mínima o al límite • Con material sólido En la lubricación de un motor de combustión interna generalmente se presentan combinaciones de estos fenómenos lo cual mejora la efectividad de la lubricación.

Lubricación hidrodinámicaLubricación hidrodinámica

Es aquella en la que las superficiesque interactúan (cojinete y flecha) yque soportan la carga (puede ser elpeso) y que generan esfuerzosmecánicos, están separadas por unacapa de lubricante relativamentegruesa a manera de impedir elcontacto entre metal y metal.

LUBRICACIÓN HIDROSTÁTICA

Se obtiene introduciendo el lubricanteen el área de soporte de la carga auna presión suficientemente elevadapara separar las superficies con unacapa relativamente gruesa delubricante. Se utiliza en los elementosdonde las velocidades sonrelativamente bajas.

LUBRICACIÓNELASTOHIDRODINÁMICA

Es el fenómeno que ocurre cuando seintroduce un lubricante entre lassuperficies que están en contactorodante como los engranes y loscojinetes, generalmente se debe alcomportamiento que tiene ellubricante debido a su composiciónquímica.

LUBRICACIÓN DE PELÍCULAMÍNIMA O AL LÍMITE

Este tipo de lubricación es muyimportante porque se genera cuandose presenta una condición anormalen el motor. Por calentamiento, aumento

de carga, fuga de aceite, disminución de la viscosidad.

LUBRICACIÓN CON MATERIALSÓLIDO

Este tipo de lubricación se generacuando se agregan partículas dematerial sólido al lubricante, éstaspueden ser de materialesantifriccionantes como el grafito o eldisulfuro de molibdeno. Estoscompuestos se comportan como sifueran “canicas” y separan a loselementos que están en movimientoevitando el contacto físico entre ellos.

ConclusionesConclusiones

La lubricación tiene varios objetivos.Entre ellos se pueden mencionar lossiguientes:i. Reducir el rozamiento o fricciónpara optimizar la duración de loscomponentes.ii. Disminuir el desgaste.iii. Reducir el calentamiento de loselementos del motor que semueven unos con respecto al otro.