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PRINCIPIOS BASICOS DE
LUBRICACION
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TEMA 1. INTRODUCCION
§ La palabra Tribología se deriva del término griego “tribos”, el cual puedeentenderse como "frotamiento o rozamiento", así que la traducción
literal de la palabra podría ser, "la ciencia del frotamiento".
§ Los diccionarios definen a la Tribología como la ciencia y tecnologíaque estudia la interacción de las superficies en movimiento relativo,así como los temas y prácticas relacionadas.
DEFINICION DE TRIBOLOGIA
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LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA:
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QUE ES UN LUBRICANTE?
§Toda Materia que introducida entre dossuperficies en movimiento, tiende asepararlas reduciendo su fricción y sudesgaste, además de protegerlas contra laherrumbre y la Corrosión
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LUBRICANTES:
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Lubricantes Industriales ABAMEX6
Fluidos Sintéticos y Aceites Minerales
Los fluidos sintéticos son líquidosque se producen por medio de
reacciónes químicas .§
Los aceites minerales seencuentran en la naturaleza en el
petróleo
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LUBRICANTES:
–
Rugosidad de las superficies
Movimient
o
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LUBRICANTES:
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FRICCIÓN:
§
Resistencia al Movimiento de un cuerpo que se desliza sobre de otro.§
q
qEsta Fricción, genera: Calor y Desgaste
consume Energía
Fuerza
Fricción
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FRICCIÓN:
–
–
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q
Las Superficies de dos elementos en
,movimiento a la vista aparecen, ....lisas pero
Si las Vemos al Microscopio:
aturaleza de las Superficies
PiezaEstática
Pieza en Movimiento Pieza enMovimiento
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aturaleza de lasSuperficies
Podremos observar que las herramientas con las,que se maquinaron dejaron grandes Valles y
...Crestas
Que en su deslizamiento da origen a la Fricción
dando como resultado Calor y Desgaste
Pieza en Movimiento Pieza enMovimiento
PiezaEstática
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Observamos cómo el aceite tiende a separar las, .superficies evitando que estas estén en contacto
aturaleza de la Superficie
Espesor
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TIPOS DE DESGASTE MECANICO:
– Desgaste abrasivo.
– Desgaste adhesivo. – Desgaste corrosivo.
– Desgaste Fatiga.
–
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DESGASTE ABRASIVO:
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DESGASTE ADHESIVO:
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DESGASTE POR CORROSIÓN:
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DESGASTE POR FATIGA:
Surge por concentración de tensiones mayores a las que puedesoportar el material, incluye las dislocaciones, formación de
cavidades y grietas.
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RESUMEN DEL TEMA 1§La tribología es la ciencia que estudia la interacción de las superficies en
movimiento, la fricción y el desgaste de estos mismos.
§Lubricante: es todo aquel material que se introduce entre dos superficies, dandocomo resultado que estas se separen, esto ocasionara que se reduzca la fricción ydesgaste.
§Los tipos de lubricantes que existen en la naturaleza son: Líquidos, Sólidos ygrasas.
§La fricción genera calor y desgaste, la mejor forma de reducirla es por medio delubricante.
§No existen superficies completamente lisas§Los orígenes del desgaste mecánico y sus tipos son las siguientes:
Abrasivo: Contaminación por polvo u otros elementos en el sistemaAdhesivo: Falta de lubricación en las superficies mecánicasCorrosivo: Contaminación por agua en el sistema o falta de lubricación
Fatiga: Es un desgaste por concentración de tensiones, se considera un desgastenatural
§
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¿PREGUNTAS DEL TEMA 1?
§
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Lubricantes Industriales ABAMEX21
¿ Que es la Viscosidad ?
TEMA 2.- Caracteristicas de un lubricante
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22
sToda medición de Viscosidad debe ser referida a una temperatura
Unidad Medida Temperatura de
Referencia
Grados ENGLER
° E 20, 50 Y 100°C
S.S.U. 100-130 Y 210°F
Segundos
REDWOOD
70-100-140 Y
200°F
Cinemática (ISO)cSt
40 Y 100°C
Metodos de Medicion de Viscosidades
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23
GRADOSSAE
ENGRANES
010
20
40
60
85
115
140
175
205
240
280
315
365
400
450500
550
625
700
775
850
925
02
4
6
8
10
12
14
16
1
8
20
22
24
26
28
3032
34
36
38
40
42
44
460
320
220
150
100
68
4632
22
,7 7EP
,6 6EP
,5 5EP
,4 4EP
,3 3EP
,2 2EP
1
250
140
90
85W
80W
75W
50
40
30
20
10W
5W
680
1000
GRAD
OS
ISO
GRAD
OS
AGMA
GRADOS
SAE
MOTOR
TablaComparativade Viscosidades
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Lubricantes Industriales ABAMEX24
El IV es un número empírico adimendional que representa la variación de laviscosidad de un aceite en relación a los cambios de temperatura .Aceites con alto IV mantienen mejor su viscosidad con las variaciones detemperatura.
Índice de Viscosidad ( IV )
Muy alto IV VI (135) = Aceitessintéticos y aceites multigradosoils (10W-30, 15W-40)
ALTO IV (95) = Aceites hidraúlicos y deturbinasAceites automotrices monogrados (SAE40)
Bajo IV (65) = Aceites paratranformador, Aceites pararefrigeraciónTemperatura
Índice de Viscosidad
V i s
c o s
i d a
d
100°C0°C 150°C
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25
sEs la temperatura mas baja a la cual un aceite deja de fluir bajocondiciones especiales
Todavía
Fluye
Ya noFluye
Punto Minimo de Fluidez
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26
sCuando un lubricante esta sometido aaltas temperaturas, se dice que hallegado a su punto de Inflamacióncuando desprende vapores suficientesque se inflaman momentáneamente(Destellos), al pasar una flama sobre lasuperficie.
Punto de Inflamaciòn
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27
Punto de Ignicion
sEl Punto de Ignición es la temperaturamínima a la que hay que calentar el aceitepara que se inflamen sus vapores alaproximar una llama, continuando lacombustión durante 5 seg. como mínimo
sPara un mismo aceite y empleandoel mismo aparato la diferencia entreel punto de inflamación y el deignición o combustión suele estar comprendida entre 30 y 60°C
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RESUMEN DEL TEMA 2§Viscosidad: Resistencia de un Liquido a fluir.§Actualmente para medir la viscosidad cinemática se utiliza los Centistokes con
referencia a 40 ºC y 100 ºC§Índice de Viscosidad (IV): Variación de la viscosidad de un aceite en relación a
los cambios de temperatura.
IV ALTO = POCA VARIACION DE VISCOSIDAD
IV BAJA = ALTA VARIACION DE VISCOSIDAD
§Punto Mínimo de Fluidez: Es la temperatura más baja a la cual un lubricantedeja de fluir
§Punto de Inflamación: Es la temperatura en que el aceite desprende gases yestos al inflamarse solo generan destellos
§Punto de Ignición: Es la temperatura en que el aceite desprende gases y estos
al inflamarse generan flama por más de 5 segundos
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¿PREGUNTAS DEL TEMA 2?
§
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Lubricantes Industriales ABAMEX30
Tema 3: Funciones de un Lubricante
§Minimizar Desgaste– Separar superficies en movimiento
•
mediante una película lubricante•principalmente durante el arranque
–Evitar el contacto de metal con metal
§Minimizar Fricción– ,Baja resistencia al corte baja fricción fluida
§Sellar –Llenar los espacios entre
•pistones y paredes
•anillos de pistón y ranuras de pistón
•paletas y carcaza de bomba
§Enfriamiento– buena conductividad térmica
– provisto por un alto flujo de lubricante
§Mantener a la máquina limpia§Mantener a los contaminantes en suspensión§Prevenir corrosión y herrumbre
P R O T E
C C I Ó N
P R O T E
C C I Ó N
D
E L E Q
U I P O
D
E L E Q
U I P O
P R O T E
C C I Ó N
P R O T E
C C I Ó N
D
E L E Q
U I P O
D
E L E Q
U I P O
Funciones Primarias
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Lubricantes Industriales ABAMEX31
Funciones de un Lubricante
§ ransmitir Potencia- n caso de Sistemas Hidráulicos
-
§ emover Contaminantes
- antiene el sistema Limpio
§ omo Medio Amortiguador- mortiguadores de los Vehículos e Industriales
- " “n sistemas Hidraulicos para control del Golpe de Ariete
§Como Medio Aislante- Para aplicacion electricas como los transformadores
Funciones Secundarias
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RESUMEN DEL TEMA 3
Las funciones mas esenciales de un lubricante:
§Lubricar
§Limpiar
§Enfríar
§
§Sellar
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¿PREGUNTAS DEL TEMA 3?
§
TEMA 4 Ti d L b i i
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La Flecha al girar, abastece de aceite a la zona de carga, el cual penetraentre la flecha y el cojinete con cierta presión, misma que haceincrementar la viscosidad a punto de solidificarla, lo que provoca quese separen las superficies.
Abastecimient
o
de AceiteCarga
Se
Incrementala Presión y
la
Viscosidad
Lubricación Hidrodinámica
TEMA 4.- Tipos de Lubricacion
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Lubricación Elasto-hidrodinámica
q
Este tipo de lubricación describe cómo al existir una determinada carga sobre unelemento metálico, éste se deforma elásticamente, no sin antes permitir laformación de una película hidrodinámica que separa las superficies.
Deformació
n
Elástica
Carga Carg
a
Huella
s
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Lubricación Limite
qCuando no es posible el abastecimiento continuo y abundante a los
elementos mecánicos en movimiento, debido al diseño o restricciones delos equipos, se les provee de una escasa película lubricante, aplicada demanera esporádica.
La escasa Película no evita
el contacto Meta-MetalLubricación
por Goteo
Lubrica y
se Pierde
Lubricante
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q Cuando no es posible el uso de un aceite o grasa en lalubricación de algunos elementos, debido a fugas ocontaminación, se emplean sólidos de bajo coeficientede fricción como el bisulfuro de molibdeno, el grafito,la mica, etc. Estos se aplican suspendidos en algún agente volátil,un aceite ligero o grasa, los cuales al volatilizarse oexprimirse, dejan una película sólida en los metales.
Películas Sólidas
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q Los Lubricantes sólidos se consideran como rellenadores derugosidadlos que por su tamaño, permiten "conformar" a lassuperficies de los metales haciendo que éstos "resbalen"evitando su contacto, reduciendo su fricción y desgaste.
Rugosidad de las
superficiesAceite o
Grasa
con Bisulfuro
Movimient
o
Películas Sólidas
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RESUMEN DEL TEMA 4
§Lubricación Hidrodinámica: Lubricación por la cual el mismo movimientomecánico abastece a la zona de contacto de lubricante y la viscosidad del
aceite se incrementa conforme a la carga.§
§Lubricación Elasto-hidrodinámica: Deformación de los elementos metálicospor efecto de la carga, esta se deforma elásticamente no sin antes de permitir la película lubricante, la viscosidad tiende a incrementarse por las altas cargas.
§
§Lubricación Límite: Lubricación a toda perdida, existe una película lubricantepero no es muy eficiente.
§Lubricación Solida: Se consideran re llenadores de rugosidades por lo cualreducirán la fricción por efecto de “resvalo” entre las superficies metalicas,pueden ser de Molibedno, grafito o mica por con muy bajo coeficiente de
fricción.
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¿PREGUNTAS DEL TEMA 4?
§
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Regla Básica de Selección de Viscosidad
A Mayor Velocidad........... Menor ViscosidadA Menor Velocidad........... Mayor Viscosidad
A Mayor Temperatura...... Mayor ViscosidadA Menor Temperatura...... Menor Viscosidad
A Mayor Carga................. Mayor ViscosidadA Menor Carga................. Menor Viscosidad
TEMA 5.- Lubricacion Adecuada
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La Velocidad
La velocidad cuando es elevada, tiende a expulsar allubricante por la acción de la fuerza centrífuga, por loque se necesita uno muy ligero a fin de que no frene elmovimiento y tienda a regresar de manera rápida a loselementos protegidos.
L T t
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La Temperatura
Los aceites al calentarse, aún siendo Sintéticos, tiendena adelgazarse y al enfriarse, tienden a engrosarse, por lo que se debe tomar en cuenta en la selección a fin decompensar estas variaciones.
L C
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La Carga
La Carga se refiere al peso físico de las piezas en
movimiento o a la potencia que transmiten o soportanengranes y cojinetes.
Cuando la carga es pesada, se requiere una películalubricante lo suficientemente gruesa para soportarla,auxiliándose de aditivos E.P.
Anillo
Interno
Anillo
Externo
Carga
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Lubricantes Industriales ABAMEX45
Fluidos Sintéticos vs. Aceites Minerales
Los fluidos sintéticos son líquidosque se producen por medio de
reacciónes químicas .§
Los aceites minerales seencuentran en la naturaleza en el
petróleo
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Lubricantes Industriales ABAMEX46
Fluidos Sintéticos vs. Aceites Minerales
Bases de los Lubricantes
AceitesMineralesAceitesSinteticos
-Parafinicos
-Naftenicos
-
-Mixtos
-Polialfaolefinas(PAO)
-Poliglicoles (PAG)-
-Esteres organicos
-
-Siliconas
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Lubricantes Industriales ABAMEX47
Fluidos Sintéticos vs, Aceite Mineral - Diferencias
SintéticoCadenas Moleculares
Aceite MineralCadenas Moleculares
Sintético Aceite MineralSubstancia pura
(No cera o impurezas)
Propiedades a la medida
Mezclas complejascon impurezas
Compromiso entre propiedades
a pe cu a u r can e e os ace es s n coses m resistente
![Page 48: PRINCIPIOS BASICOS MMC](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022082214/577d28e01a28ab4e1ea57373/html5/thumbnails/48.jpg)
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Lubricantes Industriales ABAMEX48
El tamaño uniforme de las moléculas del aceite sintéticoincrementa la resistencia de la película de aceite lubricante,aumentando la capacidad de carga y reduciendo el desgaste de los
componentes
es muy resistente
Aceite Sintético
Mineral Oil
Aceite Mineral
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Lubricantes Industriales ABAMEX49
Fuerzasdefricción
Mayoresfuerzasdefricción
Sintéticos vs. Aceite Mineral - Fricción
Aceite Sintético
Aceite Mineral
Debido a las estructuras moleculares, los aceites sintéticos tienenmenor coeficientes de fricción que los aceites minerales.
Estructuras moleculares
Aceites Sintéticos - Estabilidad a la Oxidación
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Lubricantes Industriales ABAMEX50
Aceites Sintéticos - Estabilidad a la Oxidación
O2
O2O2
O2
Las moléculas resisten el ataquedel oxigeno y no reaccionan con el
O2
O2
O2
O2
O2
Las moléculas tienen sitiosque reacciónan con el oxígeno
La estabilidad a la oxidación es la habilidad del aceite para resistir ladegradación molecular por reacción química con el oxígeno.
Los aceites sintéticos tienen mayor resistencia a la oxidación.
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51
AditivosFunciones
Funciones Principales
¥Limitar el deterioro del lubricante a causa de fenómenosquímicos ocasionados por razón de su entorno o actividad.
¥Proteger la superficie lubricada de la agresión de ciertoscontaminantes
¥Mejorar las propiedades del lubricante o proporcionarlesotras nuevas
Aditi
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52
Aditivos
Proporción
sProporción de los Aditivos Desde 0.01% hasta 30%
²
Aceites para transformador: 0.01%²Aceites hidráulicos y para engranes: 5.00%
²Aceites para motor: 15.00%
²Aceites emulsionables: 30.00%
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53
sAgentes Anti-Desgaste y de E.P. Propósito:
²Reducir Fricción y Desgaste²
Prevención de Rayadurasy Fatigas de Material
Funciones:²Reacción Química con el metal para formar película comenor resistencia al corte que la del metal
anteponiéndose a éste.Tipos: Sulfuros, Xantanatos, DitiocarbonatosDialquilditio Carbonatos, Ditiofosfatos de Zinc.
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sAditivos Anti corrosivos
Propósito:²Prevenir la corrosión departes metálicas
No-Ferrosas encontacto con el lubricante
Funciones:²Neutralización de ácidos corrosivosTipos: Dialquil y Diarilditio fosfatos metálicos
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55
sMejoradores del índice de Viscosidad
Propósito:
²Aumentar el índicede viscosidad
Funciones:²Los polímeros se dilatan con el aumentode la temperatura, contrarrestando eladelgazamiento del aceite.Tipos: Poli-isobutilenos, Copolímeros,
Metacrilatos, Polímeros con Nitrógeno.
Frío
Caliente
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sAntioxidante Propósito:
²Extender la vida útil del aceite
Funciones:²Prevenir la reacción entre el oxígeno
y los hidrocarburos, minimizando además el efectocatalizador de algunos metales en este proceso.Tipos: Fenoles Alquilados y bloqueados, Diaril
Dialquilditio fosfatos metálicos....
Oxidación:
Reacción en
Cadena
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57
sAntiespumante
Propósito:
²Impedir que se formeen el lubricante unaespuma demasiado persistente
Funciones:²Reducir la tensión superficial para acelerar elcolapso de la espuma.Tipos: Silicones, Copolímeros orgánicos...
RESUMEN DEL TEMA 5
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RESUMEN DEL TEMA 5
§La selección de la viscosidad se restringe con las siguientes reglas:
Alta Velocidad = Baja Viscosidad Baja Velocidad = Alta ViscosidadAlta Temperatura = Alta Viscosidad Baja Temperatura = Baja ViscosidadAlta Carga = Alta Viscosidad Baja Carga = Baja Viscosidad
§Diferencias entre aceite Mineral y Sintético en sus propiedades:
Aceite Mineral Aceite Sintético
Sustancias Complejas Sustancias PurasMoléculas Menos Uniformes Moléculas Muy UniformesPueden reaccionar con el oxigeno Alta resistencia al Oxigeno, No reacciona§
§
RESUMEN DEL TEMA 5
![Page 59: PRINCIPIOS BASICOS MMC](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022082214/577d28e01a28ab4e1ea57373/html5/thumbnails/59.jpg)
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RESUMEN DEL TEMA 5
§Bases de los lubricantes sintéticos y Minerales
§
§
§Funciones Principales de los aditivos:§
Proteger al lubricante: Anti Oxidantes y Anti espumante
Proteger las superficies: AW, EP y Anticorrosivos
Mejorar Propiedades del Lubricante: Mejoradores de IV
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¿PREGUNTAS DEL TEMA 5?
§
Tema 6: Grasas
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Lubricantes Industriales ABAMEX61
sEs un compuesto sólido, obtenido por la dispersión de unagente espesante, normalmente jabón metálico (o arcillas para
alta temperatura), en un aceite mineral o sintético que contieneaditivos.
§Considerar a la grasa como una esponja§La porosidad es creada por el espesante
–Las partículas son rellenas con aceite–La fuerza aplicada es la causa por la que el aceite se
libera del espesante para proveer lubricación–El aceite se reabsorbe dentro del espesante cuando la
fuerza es removida.§
Estructura de una grasa
Definición de una Grasa
Tema 6: Grasas
Composición de una Grasa
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Lubricantes Industriales ABAMEX62
Mobil Grasa Lubricante
Premium
s90 % de Aceite + Aditivos
s10% Espesante
Grasa = Básico Lubricante + Espesante + Aditivos
Composición de una Grasa
GRASA VS ACEITE
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Lubricantes Industriales ABAMEX63
GRASA VS ACEITE
GRASAACEITE
Beneficios:-Instalacion sencilla (Barata)-Amplio rango de aplicaciones-Puede manejar algo decontaminacion
Beneficios:- Mejor disipacion del calor - Permite velocidades màs altas- Puede ser circulado y filtrado- Puede ser analizado
Contras:-Pobre disipacion del calor -Colecciona y retiene lacontaminacion-Rapido envejecimiento-Problemas de incompatibilidad
Contras:-Mayor inversion Inicial-Propenso a fugarse-Malas caracteristicas de sellado
(Se pueden romper los retenes)-Puede ser desplazado por agua
RESUMEN DEL TEMA 6
![Page 64: PRINCIPIOS BASICOS MMC](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022082214/577d28e01a28ab4e1ea57373/html5/thumbnails/64.jpg)
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RESUMEN DEL TEMA 6
§La grasa está compuesta de un espesante de la cual tiene un comportamientosemejante a una esponja, esta contiene el aceite base la cual será lo quelubricara los componentes mecánicos, al momento que exista una fuerzaejercida en la grasa, esta liberara el aceite y cuando deje de ejercer fuerza enla misma, esta absorbe el aceite que previamente había liberado la grasa.
§La composición de una grasa es 10% espesante y 90% aceite base y aditivos§
§
§
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¿PREGUNTAS DEL TEMA 6?
§
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Muchas Gracias