lubricant es 1

LUBRICANTES

MINERALES Y SINTÉTICOS

IVÁN BOHMAN C.A. - CÉSAR ORTIZ

1999

IVAN BOHMAN C.A. – CÉSAR ORTIZ

CAPÍTULO I LA LUBRICACIÓN COMO SISTEMA

- La lubricación como parte del mantenimiento

- Diferentes enfoques de la lubricación:

A) Preventivo

B) Predictivo: a) Programa de registro b) Análisis estadístico c) Toma de acción

C) Proactivo

- Fricción y lubricación

- Factores que afectan la lubricación

a) Cargab) Temperaturac) Velocidad

- Teorías de Lubricación

- Funciones de los lubricantes

CAPÍTULO II APLICACIONES DE LOS LUBRICANTES

- Rodamientos y cojinetes

- Cilindros y Pistones

- Engranajes

- Condiciones de operación

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LUBRICANTES MINERALES Y SINTÉTICOS - GLOSARIO DE TÉRMINOS DE LUBRICACIÓN

CAPÍTULO III TIPOS DE LUBRICANTES

- Clasificación de los crudos:

- Nafténicos- Parafínicos- Asfálticos

- Paquetes de aditivos: Bisulfuro de Molibdeno micronizadoGrafitoTeflónInhibidores de oxidaciónInhibidores de corrosiónDetergentes y dispersantesAntidesgasteExtrema presiónMejoradores de Indce de ViscosidadAntiespumantesAditivos automotricesAdhesividad

- Grasas

- Aceites minerales vs. aceites sintéticos

CAPÍTULO IV ACEITES PARA MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

- SAE: Sociedad de Ingenieros Automotrices

- Aceites monógrados y multígrados

- Motores a gasolina

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- Motores a diesel

- Normas de los lubricantes para motores

- Fórmulas con aceites sintéticos

- Programa de análisis de aceites

CAPÍTULO V ACEITES PARA CAJAS DE ENGRANAJES AUTOMOTRICES

- SAE Gear

- Clasificación API

- Aditivos

- Aceites sintéticos

- Composición de los aceites automotrices para cajas reductoras

- Estabilidad de los aceites frente al cizallamiento

CAPÍTULO VI FLUÍDOS DE TRANSMISIÓN

- Historia de los fluidos ATF

- Requisitos de los ATF

- ATF Sintéticos

- Ventajas de los ATF sintéticos vs. minerales

- Transmisiones de tractores y de camiones

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CAPÍTULO VII ACEITES HIDRAÚLICOS

- Los principios hidraúlicos

- Tipos de bombas hidraúlicas

- Características de los aceites hidraúlicos

- Aceites minerales vs. sintéticos

- Aplicaciones de los lubricantes hidraúlicos

- Minería

- Automotriz

- Aviación

- Detección y corrección de fallas

CAPÍTULO VIII GRASAS

- Historia

- Componentes de las grasas

- Aceites lubricantes de las grasas

- Cómo elegir una grasa

- Consistencia de las grasas

- Cambio a una nueva grasa

- Cantidad de grasa a reponer

- Limpieza de grasas anteriores

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CAPÍTULO IX LUBRICANTES DE ENGRANAJES

- Tipos de engranajes

- Engranajes rectos

- Engranajes cónicos

- Engranajes helicoidales

- Clasificación de los aceites de engranajes

- Aceites sintéticos

- Grasas semifluídas

- Lubricantes para engranajes abiertos

- AGMA (American Gear Manufacturers Association)

- Rango de viscosidad de lubricantes AGMA

- Especificación para R & O Gear Oil

- Especificación para aceites de caja de extrema presión

- Recomendaciones de números de Lubricante AGMA para engranajes helicoidales

- Recomendaciones de números de lubricantes AGMA para cajas reductoras de tornillo sin fin

CAPÍTULO X LUBRICACIÓN DE MÁQUINAS INDUSTRIALES

- Máquinas herramienta

- Lubricación de guías

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- Solución de problemas

- Servicios que debe proveer su administrador de lubricantes

CAPÍTULO XI LUBRICACIÓN DE COMPRESORES

- Datos históricos

- Lubricación de los compresores de aire

- Análisis comparativo de aceites minerales y sintéticos en la lubricación de compresores

- Humedad

- Unidades de mantenimiento

- Tipos de compresores: Pistón Tornillo rotativo

De paletasCompresores de flujo axialCompresores centrífugos

- Bombas de vacío

- Principios de funcionamiento de los sistemas de refrigeración

- Análisis

- Los compresores de refrigeración

- Uso de los aceites lubricantes en los sistemas de refrigeración

CAPÍTULO XII ACEITES PARA TRABAJO CON METALES

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- Introducción

- Definiciones

- Historia de los fluídos para trabajos con metal

- Poliglicoles

- Ventajas de los poliglicoles

CAPÍTULO XIII LUBRICACIÓN DE MISCELÁNEAS

- Lubricación de cables metálicos

- Lubricación de cadenas

- Husos textiles

- Fluídos para transferencia de calor

- Lubricación de acoples

- Lubricación de montacargas

- Lubricación de puentes grúa

CAPÍTULO XIV LUBRICANTES SINTÉTICOS

- Historia

- Familias de aceites sintéticos

- PAO

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CAPÍTULO XV ALMACENAMIENTO Y MANIPULEO

- Lubricantes a granel

- Productos en tanques de 55 galones

- Canecas

- Cartuchos de grasa

CAPÍTULO XVI ANÁLISIS DE LUBRICANTES

- Ventajas de los análisis de lubricantes

- Toma de muestras para análisis

- Espectroscopía de emisión atómica

- Guía de metales de desgaste

- Viscosidad

- TAN (Número Acido Total)

- TBN (Número Base Total)

- Prueba de las cuatro bolillas

- Prueba de bomba de oxidación rotativa (RBOT)

LUBRICANTES MINERALES Y SINTÉTICOS

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PRÓLOGO:

El presente libro ha sido elaborado después de una experiencia de casi 20 años en contacto con las industrias y los proveedores de lubricantes.

Hemos tenido en mente al crear este libro, a los estudiantes de Ingeniería y Tecnologías Industriales, que muchas veces deben enfrentarse a la vida profesional sin una adecuada preparación para solucionar los problemas, tanto de mantenimiento como de lubricación, que se les presentan en sus puestos de trabajo.

También hemos pensado en quienes están en este momento organizando sus departamentos de mantenimiento, teniendo a cargo equipos de lubricación, a quienes se les deben dar normas claras y definidas sobre este tema.

Este libro está también dirigido a las compañías que proveen los productos de lubricación, con el propósito de que puedan entrenar tanto a su personal técnico como a su equipo de ventas y puedan servir de difusores de tecnologías apegadas a criterios sanos y con rigor científico.

Asímismo y con el propósito de que haya claridad en la exposición, no se hace uso de términos de corte técnico que no estén debidamente explicados en el glosario que consta al final de este libro.

Hemos elaborado un índice de materias en orden alfabético que servirá para ubicar los temas y subtemas de cada uno de ellos en una forma ágil, que permita al mismo tiempo la referencia cruzada.

Quito, junio de 1999

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CAPÍTULO I LA LUBRICACIÓN COMO SISTEMA

LA LUBRICACIÓN COMO PARTE DEL MANTENIMIENTO:

El objetivo del mantenimiento industrial de una planta es sostener su sistema de producción en funcionamiento. Para ello habrá que darle una atención especial a la parte eléctrica, mecánica, electrónica y afines.

Esta atención podrá ser de carácter correctivo si lo que se pretende es poner nuevamente en funcionamiento calibrado y bajo parámetros de producción adecuados, a cierta parte del sistema que haya entrado en falla.

El cuidado podrá ser preventivo si es que estamos tomando medidas tendientes a precautelar que el sistema funcione la mayor parte del tiempo posible dentro de parámetros aceptables.

Será una atención predictiva, cuando a más de hacer una programación anual de tipo preventivo, nos preocupamos en llevar cuadros estadísticos de diferentes estimadores (consumo de corriente, temperaturas, revoluciones, nivel de vibraciones, entre otros ) que nos permitan en un momento dado establecer si una nueva lectura de estos estimadores están dentro de los parámetros normales o no del funcionamiento de la máquina, con el porpósito de tomar acciones antes que el sistema colapse y deje de ser productivo.

Sin embargo, cuando el enfoque es hacia la determinación de las fuentes y causas de los problemas, estaremos entonces hablando de la excelencia del mantenimiento, denominado hoy, mantenimiento proactivo. No obstante, este es un tema que va más allá de los alcances de este libro.

DIFERENTES ENFOQUES DE LA LUBRICACIÓN:

La lubricación es parte del mantenimiento mecánico de una planta. Es por ello que cabrían tres opciones respecto a cómo se efectúa la lubricación, que resultarían, al igual que en el mantenimiento, en los sistemas preventivo, predictivo y proactivo.

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A) PREVENTIVO

Dentro del programa preventivo de lubricación se debe hacer en primer lugar la planificación de la ingeniería de lubricación por cada línea de la planta, dentro de cada uno de los equipos y éstos a su vez con el detalle de todos sus puntos de lubricación.

Este programa general por línea, equipo y punto de lubricación, debe llevar también un análisis de ingeniería de lubricación, especificándose los tiempos programados para los reengrases, cambios de grasas, así como para aquellos equipos que utilizan aceite como lubricante, estudio de sus tiempos aproximados de duración, tiempos cronogramados de ceba de lubricantes y el muestreo que deberá realizarse en los tiempos que se incluirán en este cronograma general.

Finalmente, dentro de este enfoque de lubricación preventiva, deberá planificarse la emisión de órdenes de lubricación para las personas específicas que están encargadas de realizar esta tarea.

El programa orientado a estas personas deberá incluir las fechas en que se realizarán los cambios de aceites, reengrases, cambio de grasas y aceites, así como el mantenimiento general que constará dentro de este cronograma.

B) PREDICTIVO

El mantenimiento predictivo comprende todo lo señalado en el preventivo, pero adicionalmente se llevará a cabo un programa cronogramado de lo siguiente:

a) Programa de registro de lectura de estimadores durante el trabajo. Estos estimadores podrán ser: lecturas de amperajes consumidos, temperaturas de motores, rodamientos y carcasas de aceite, niveles de vibraciones de las máquinas seleccionadas, análisis químico de los lubricantes, estudios de emisión infraroja de los equipos, pruebas de alineación de motores y máquinas, estudios de ultrasonidos, o cualquier otro estimador que se considere relacionado con la eficiencia del aceite o del lubricante.

b) Análisis estadístico de los parámetros registrados: Este particular nos ayudará a poder determinar si el lubricante u otro tipo de condición que

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afecte al equipo está cumpliendo su cometido y puede inducir a una parada no programada. Normalmente, para cada punto de inspección se mantendrá un esquema de parámetros mínimos y máximos de operación normal, alarmas, y la administración de esta base de datos estará a cargo de sistemas de computación de creciente complejidad.

c) Toma de acción. Una vez hecho el análisis estadístico se deberá determinar si un punto de lubricación o todo el equipo deberá ser sometido a una parada con el propósito de evitar un daño mayor o sencillamente determinar su próxima adecuación en la siguiente parada programada por la fábrica.

C) PROACTIVO:

En el enfoque proactivo, adicionalmente al predictivo, tratamos de determinar cuáles son los orígenes de las fallas que se presentan. Vía ferrografías podemos encontrar qué tipos de daños se están presentando en los dientes de un engranaje, en un cojinete de fricción o de elementos rodantes, entre otros. Utilizando la tecnología de ultrasonido se pueden ubicar los puntos donde la lubricación es insuficiente. A través de termografías podemos señalar los puntos más calientes de una máquina e interpretar posibles fallas de lubricación a más de otras causas de producción de calor.

FRICCIÓN Y LUBRICACIÓN

La fricción o rozamiento entre dos partículas es una fuerza contrapuesta al movimiento de las mismas. La fricción depende, en parte, de los materiales de las que estén compuestas ambas superficies en movimiento relativo.

Influyen directamente en la fricción, la geometría de las superficies, la carga o presión que soportan éstas, y el material del que estén conformadas.

Siempre obtendremos una menor fricción entre hierro y bronce que entre hierro y hierro. Inclusive tendremos menor fricción cuando el hierro tiene una superficie reactiva de óxido que cuando está totalmente pulido y sin óxido.

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Hay dos tipos fundamentales de fricción: el deslizamiento, que es el resbalamiento que dos superficies tienen la una con la otra y el rodaje, en que, una de las superficies o ambas deben tener una superficie curva que irá cambiando sus puntos de contacto con la otra a medida que avanza el movimiento relativo de las mismas.

Las fricciones de deslizamientos por rodaje generan:

1.- Desgastes de tipo adhesivo-áspero bajo lubricación, denominado en inglés “scuffing”. Este desgaste puede ser con o sin pérdida de materiales. Normalmente se debe a la creación de puntos de soldadura entre las superficies que se encuentren en contacto y en movimiento relativo que al romperse van generando una deformación del material.

2.- El desgaste adhesivo-áspero sin lubricación denominado en inglés “galling”.

3.- Agarrotamiento. Normalmente se produce después del desgaste adhesivo-áspero con lubricación (scuffing) o después del (galling) desgaste adhesivo-áspero sin lubricación. El resultado es una total imposibilidad del movimiento de las partes que se encuentran en contacto, debido a que ya no existe la fuerza suficiente para superar la fricción que conllevaría el movimiento relativo.

En inglés se lo denomina “seizing”.

FACTORES QUE AFECTAN A LA LUBRICACIÓN:

La lubricación está destinada fundamentalmente a minimizar la fricción y el desgaste que se produce en las superficies que están en movimiento relativo, haciéndolas resbaladizas.

Una regla de oro dentro de la lubricación es que el espesor de la película del lubricante debe ser mayor que la altura promedio de las asperezas que tienen las superficies en movimiento.

Los factores que afectan el rozamiento y por ende, su correspondiente lubricación, son los siguientes:

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a) CARGA: A mayor carga, o presión aplicada a las superficies tendremos un mayor desgaste de las mismas. Ocurre una sangría de lubricante con la presión ejercida por la carga sobre la película del lubricante y tiende a existir una mayor probabilidad de fricción entre las superficies en movimiento. Por ello a mayor carga, mayor viscosidad y a menor carga, menor viscosidad del lubricante.

b) TEMPERATURA: Mientras mayor es la temperatura la película de lubricación tenderá a hacerse menos viscosa. En consecuencia, habrá menos espacio entre las superficies, y se van a tener muchas más probabilidades de choque entre las asperezas de ambas superficies. Como consecuencia, a mayor temperatura se deberá aumentar la viscosidad y a menor temperatura, deberá ser menor la viscosidad del lubricante.

c) VELOCIDAD: Normalmente mientras mayor es la velocidad relativade las superficies en movimiento, la velocidad de estas superficies incidirá,normalmente, en la formación de una mayor película de lubricación entre ellas, por lo que se requerirá una menor viscosidad del lubricante, con el propósito que éste, so pretexto de minimizar la fricción, no se venga a oponer al movimiento y se empiece a generar calor innecesariamente.

Por eso, a mayor velocidad de las superficies en movimiento relativo, se deberá poner un lubricante con menor viscosidad y viceversa.

TEORÍAS DE LUBRICACIÓN:

Durante el último cuarto del siglo XIX, con el desarrollo de las locomotoras, se trató de establecer la vida de los componentes de las máquinas, especialmente de los rodamientos. Una parte de los modelos matemáticos, tenía que ver con la lubricación.

Se presumía entonces, que la función de la lubricación era mantener separadas por una película de aceite a las superficies en movimiento.

Esta teoría es denominada LUBRICACIÓN HIDRODINÁMICA.

Cuando la película de lubricación no es completa, y las crestas de las asperezas del material de la superficie empiezan a rozarse con producción de calor se habla de LUBRICACIÓN LÍMITE (Boundary Lubrication)

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En la década de los 40 del siglo XX, las compañías fabricantes de rodamientos hicieron estudios utilizando un dispositivo conformado por un disco de zafiro con una capa de cromo y silicio, debajo de la cual existía una bolilla esférica que giraba en contacto con el disco de zafiro.

Como el zafiro es transparente, desde la parte superior, se podía observar con un microscopio adaptado a un interferómetro,pudiéndose conocer así, el espesor de la película lubricante. Al conocerse la fuerza que se ejercía sobre la bolilla y el disco de zafiro, se podían establecer relaciones de presión vs. espesor.

MICROSCOPIO

DISCO DE ACERO ENDURECIDO VENTANA DE SAFIRO

BOLA DE CARBURO EJE DE DE TUNGSTENO SOPORTE GUÍA DE LA BOLILLA

En la gráfica de X, tenemos que los puntos límites de la mancha del lubricante van desde –0.2 mm hasta 0.2 mm del punto de mayor presión de la bolilla contra el sistema lubricante-zafiro.

En el punto de mayor presión correspondiente a 0 en las X, la presión es de 1 Giga Pascal, que corresponde a una presión equivalente a 10.000 atmósferas. Tanto a –0.2 mm como a 0.2 mm en las X, la presión disminuye a menos de la mitad del valor anterior.

Sin embargo, durante este lapso desde –0.2 mm hasta + 0.2 mm en X, el espesor de la película se mantiene constante en 0.4 micrómetros por lo que el material de la bolilla como del zafiro son los que sufren “instantáneamente” una deformación elástica.

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Este sistema se lo denomina LUBRICACIÓN ELASTROHIDRO DINÁMICA.

FUNCIONES DE LOS LUBRICANTES:

1. Minimizar o mitigar la fricción entre las superficies en movimiento relativo.

2. Extraer el calor que se pueda producir, actuando como un refrigerante.

3. Remover las partículas de desgaste producidas por impurezas que han entrado al área de posible contacto entre las superficies.

Pueden existir otras funciones tales como, sellante en los rodamientos de los compresores de aire a tornillo, como elemento separador del aire y agua en las cajas reductoras.

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CAPÍTULO II APLICACIONES DE LOS LUBRICANTES

Cuando se realiza el balance final uno puede darse cuenta que en resumidas cuentas hay tres tipos de componentes de las maquinarias, sean éstas industriales o automotrices, que son las que requieren lubricación:

- Los rodamientos y cojinetes- Los cilindros y pistones- Los engranajes

RODAMIENTOS Y COJINETES:

Los rodamientos tienen normalmente dos caminos de rodadura y varían en la forma de sus elementos rodantes, que pueden ser: bolas, rodillos cilíndricos, rodillos cónicos y rodillos esféricos.

Las superficies de contacto y la forma de trabajar de los rodamientos nos permiten hablar de puntos de contacto que van desde un punto en el caso de los rodamientos de bolas hasta una línea como sería el caso de los rodamientos de rodillos de diferentes geometrías.

Mientras mayor es la fuerza o presión ejercida sobre el rodillo y mientras mayor es el nivel de contacto entre el elemento rodante y el camino de rodadura, vamos a tener un mayor cizallamiento del lubricante, sea éste, grasa o aceite, y por lo tanto vamos a tener una menor vida útil del lubricante.

Se calcula que solamente un 10% de los rodamientos llegan a su vida final, debido a fatiga del lubricante, malos montajes, fallas en la fabricación y transporte, y que el 43% de las fallas de los rodamientos corresponden a fallas de lubricación.

Normalmente los rodamientos en un buen porcentaje, son lubricados mediante el uso de grasa. La grasa tiene la ventaja de soportar la no hermeticidad de muchos rodamientos, así como el poder servir como un tapón de aislamiento del medio ambiente, no permitiendo la entrada de partículas extrañas a los caminos de rodadura y rodillos.

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El aceite por su parte, tiene la ventaja de que puede ser cambiado con mayor rapidez, puede ser filtrado, puede ser enfriado y reacondicionado para que prosiga su trabajo dentro de los rodamientos. Pero normalmente todas estas instalaciones solo se justifican en máquinas muy grandes donde es mucho más difícil de implementar el trabajo con aceite que cuando se utiliza la grasa como lubricante. También “chumaceras” o “chapas” son de aleaciones blandas (“magnolia”, “Babbitt”).

En el caso de los cojinetes, llamados también “chumaceras”, o “chapas” o “zapatas” conformados por aleaciones blandas (“magnolia”, Babbitt), la lubricación normalmente es efectuada mediante el uso de aceite que permite las ventajas señaladas en la parte anterior.

Normalmente en el alojamiento del cojinete existen conductos que permiten impulsar aceite a través de los cuales fluye el lubricante y se puede establecer una película que nos garantice una lubricación hidrodinámica.

En otros casos y sobre todo cuando se trata de cojinetes de grupos electro-generadores de alta potencia, el aceite mantiene una presión hidrostática lo suficientemente alta como para poder soportar todo el peso del rotor del generador y asegurar prácticamente al 100 por ciento, que no exista lubricación límite (Boundary lubrication) o de frontera y por lo tanto fricciones y desgastes inconvenientes.

Normalmente en los rodamientos un factor importantísimo es el factor DN.

La D, en este caso, representa el diámetro promedio del rodamiento en milímetros; es decir, el diámetro exterior más el diámetro interior dividido para dos nos daría el diámetro promedio.

La N es el valor de las revoluciones por minuto a las cuales está sometido a trabajo el rodamiento. En otras palabras, si un rodamiento 6205 tiene un diámetro interior de 25 mm y un exterior de 52 mm y debemos conocer su diámetro promedio tendríamos que: 52 + 25 = 77 y dividido entre dos nos da 38.5 mm de diámetro promedio. Simultáneamente, si este rodamiento 6205 está sometido a una velocidad de 2000 revoluciones por minuto tendríamos que bajo estas condiciones de trabajo el rodamiento tendría un DN de 77 mil.

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El DN es directamente proporcional a la velocidad lineal que tienen las bolillas dentro del rodamiento. Si nosotros quisiéramos encontrar el valor real de la velocidad en milímetros/minuto, tendríamos únicamente que multiplicar por Pi, (3.14159). A mayor DN, normalmente tenemos que bajar el nivel de viscosidad de los lubricantes que empleemos ya que los rodamientos al ir a mayor velocidad generan una película mayor.

De manera diversa sería si el rodamiento tiene DN pequeños. En estos casosdeberemos imponer un régimen de viscosidad más alto, con el propósito de evitar la sangría que a bajas velocidades (y alta carga) van a producir los elementos rodantes contra el lubricante y el camino de rodadura.

CILINDROS Y PISTONES:

Los cilindros y pistones suelen ser elementos de dificil lubricación. A diferencia de los rodamientos, donde la lubricación normalmente cumple regímenes de lubricación de hidrodinámica, los cilindros y pistones normalmente trabajan en condiciones de lubricación donde, se esperan frecuentes contactos entre rines y cilindros, o lubricación límite.

En estos casos normalmente la lubricación se hace por salpique y es por ello que los pistones suelen tener un ring o anillo de control de aceite, que permite hacer el salpicado hacia la superficie interna del cilindro.

Normalmente dos papeles de cigarrillo son más que suficientes para recoger todo el aceite que debe haber en la parte interna del cilindro. Cuando tenemos demasiada lubricación en estas condiciones, vamos a sufrir problemas relacionados con la contaminación del combustible o de los materiales que se estén comprimiendo o de los que se estén haciendo vacío.

Normalmente los pistones conllevan una complicación adicional que es la temperatura. En el caso de un compresor de aire de pistón, el aire puede estar saliendo hasta a 200°C, lo cual complica la vida del lubricante porque le somete a regímenes de oxidación extremadamente altos.

Asímismo, en el caso de altas temperaturas pueden producirse también subproductos de la oxidación del aceite que empieza a crear depósitos de carbón, sea en los asientos de las válvulas de salida, en caso de los compresores de aire, o en las válvulas de entrada, en el caso de los motores a gasolina y diesel, que van a dificultar el normal comportamiento de todo el

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sistema, debido fundamentalmente a pérdidas, sea en la compresión por haber un retorno del aire ya comprimido o por efectos de la pérdida de compresión debido a que no haya un cierre hermético en la válvula de admisión.

Normalmente, los pistones y específicamente los anillos de los pistones, constituyen entre el 20% y hasta el 40% de la fricción total de un sistema, ya sea de compresión de aire o gases o de motores de combustión interna. Cuando las condiciones de lubricación no son las adecuadas se produce un nivel de desgaste de las paredes internas del cilindro que contribuyen a un “acampanado precoz” debido a la escasez (lubricant starvation=hambruna) del lubricante con la que se trabaja.

ENGRANAJES:

Los engranajes sirven para:

- Transmitir potencia- Cambiar sentidos de giro- Cambiar la dirección de los ejes

Estos engranajes pueden estar encerrados en cajas, carcasas o trabajar expuestos. En un caso vamos a llamar cajas de engranajes, a las que están cerrados y al otro vamos a denominarlo engranajes abiertos.

Las cajas de engranajes cerradas normalmente utilizan aceite cuando se trabaja en los tipos de engranajes helicoidales, aunque también pueden operar con grasas semifluídas.

Cuando se trabaja con engranajes de tipo tornillo sin fin, se pueden utilizar indistintamente aceites muy pesados, así como grasas semifluídas que aseguran por un lado la hermeticidad y que al mismo tiempo no sufran acanalamiento provocando escasez de lubricante en la corona y en el tornillo sin fin.

Hay diferentes tipos básicos de engranajes:

a) Rectos y helicoidales. En los engranajes de tipo recto los engranajes son paralelos al eje y en los helicoidales sus dientes están cortados en un plano espiral respecto al eje.

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b) Engranajes cónicos. Sirven normalmente para transmitir potencia en cualquier ángulo aunque especialmente se los utiliza para ángulos de 90°.

c) Engranajes tipo hipoides, como los que se utilizan en el trompo del diferencial de los vehículos o como en las amoladoras.

d) Engranajes de tornillo sin fin, compuestos de un gusano que gira a alta velocidad en la parte superior o inferior de la caja y de un engranaje tipo corona helicoidal normalmente de bronce. Sus temperaturas de operación son más altas, por la gran fuerza que pueden deslizar y normalmente exceden los 40°C sobre el ambiente.

En estos engranajes de tornillo sin fin, generalmente se utilizan aceites de alta viscosidad, normalmente a nivel de ISO VG 460 ó ISO VG 680, o grasas semifluídas.

Los lubricantes sintéticos mejoran la eficiencia de estos engranajes de tornillo sin fin hasta en un 7%, especialmente en potencias superiores a 20 HP.

CONDICIONES DE OPERACIÓN:

Normalmente, cuando uno debe enfrentar problemas de lubricar y lubricación, el aspecto más importante es que haya condiciones normales de limpieza y temperatura. Cuando las condiciones de limpieza no son las más adecuadas, la suciedad se convierte en un abrasivo constante.

Por ello es tan importante que al aplicar los lubricantes se evite la contaminación de los mismos. Una de las normas básicas es que, mientras un lubricante no es utilizado se lo mantenga herméticamente cerrado. Otra recomendación es que, cuando se aplican las grasas, lña operación sea efectuada de una manera apropiada. No tiene ningún sentido hacer economías extrañas comprando una grasa por canecas de 55 ó de 15 kilos, cuando no se posee el equipo de bombeo apropiado para poder manejar la grasa en estos volúmenes. Si su instalación no posee una bomba para manejar la grasa a granel, lo normal y aconsejable es que usted utilice una

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bomba de grasa manual, en la cual entra un cartucho con lubricante que el personal nunca toca y que permanece sin contaminación.

Hay casos en los cuales, cuando se necesitan hacer lubricaciones de rodamientos en ruedas de vehículos se debe poner la grasa con las manos; pero para ello lo aconsejado es que no se utilice la grasa a mano descubierta, sino que se utilice un guante con el cual no se deje en ningún momento trazas de las suciedades de las manos ni tampoco de la contaminación de sal que normalmente acompaña al sudor.

Las altas temperaturas producen normalmente oxidación en los lubricantes de los rodamientos con la formación de peróxidos y de radicales libres. Las condiciones de bajas revoluciones y alta carga tienden a cizallar el lubricante haciéndole perder una buena parte de su viscosidad. Hay muchos casos en los cuales es totalmente adecuado pasarse de un lubricante mineral a uno sintético, cuando se desea tener menores frecuencias de lubricación o donde las condiciones de lubricación pueden ser peligrosas, como es el caso de los motorreductores de los puentes grúa.

Otras condiciones de medio ambiente que influyen en la vida del lubricante son aquéllas relacionadas a la contaminación de los productos o subproductos de la propia fábrica. Es el caso de las cajas reductoras en las plantas de cemento, donde la arena y arcilla en forma polvorienta penetran fácilmente por los tapones de estas cajas reductoras haciendo que se contamine el lubricante y aumentando la carga abrasiva.

Similar asunto es aquél concerniente a poner grasa o lubricar cuando uno tiene graseros sucios que constituyen una fuente de contaminación y de disminución de la vida útil de las cajas reductoras y rodamientos.

Las limallas metálicas, producto del desgaste de los materiales del equipo tienden a bajar la vida útil del lubricante porque se convierten en agentes que coadyuvan a la oxidación del aceite.

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AUTO-EXAMEN

Responda a las siguientes preguntas y confronte sus respuestas con el solucionario que se encuentra en el Apéndice I:

1. Los manuales de los compresores suelen ser una fuente de información adecuada para saber el tipo correcto de lubricantes que deben emplearse.

a) Verdaderob) Falso

2. La característica más importante de un lubricante es su(s):

a) Marcab) Colorc) Aditivosd) Viscosidad

3. Si el fabricante del equipo recomienda un SAE 40 y nos encontramos en ambientes más calientes, probablemente ello quiere decir que debemos utilizar un lubricante con:

a) Menor viscosidadb) Mayor viscosidadc) Igual viscosidad

4. Si un rodamiento se lo hace girar a mayor velocidad, usted recomendaría que el aceite tuviera:

a) La misma viscosidadb) Menor viscosidadc) Mayor viscosidad

5. Si se disminuye la temperatura de trabajo de un rodamiento, usted recomendaría que la viscosidad del aceite que lo lubrica fuera:

a) Igualb) Menorc) Mayor

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6. Si usted aumenta la velocidad y la temperatura de trabajo de un rodamiento, usted recomendaría que la viscosidad del aceite del rodamiento fuera:

a) Igualb) Menorc) Mayor

7.- Los productos de desgaste metálico no contribuyen a la oxidación del aceite:

a) Falsob) Verdadero

8.- Las altas temperaturas tienden a acortar la vida útil de un rodamiento:


9.- Es siempre mejor comprar las grasas en envases grandes de 55 galones, porque sale más económico el producto:


10. En las cajas de engranajes de tornillo sin fin se suele a menudo usar aceites con viscosidad ISO VG 100:


11. Normalmente la lubricación de un cojinete se produce bajo un régimen:

a) Hidrodinámicob) Elastohidrodinámico

12. El aceite es siempre más conveniente y mejor que la grasa para lubricar los rodamientos:

a) Falso

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b) Verdadero

13. Mientras mayor es la carga que soporta un lubricante en un rodamiento, la vida del lubricante:

a) Es menorb) Es mayorc) Es igual

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CAPÍTULO III TIPOS DE LUBRICANTES

CLASIFICACIÓN DE LOS CRUDOS

El petróleo es un producto genérico que no es igual en todos los yacimientos del mundo. De hecho se distinguen tres tipos principales de crudos:

- Nafténicos- Parafínicos y,- Asfálticos

Los crudos nafténicos se caracterizan por una mayor proporción de elementos aromáticos (con anillo de benceno). Normalmente producen menor cantidad de gasolina, mayor cantidad de azufre, mayor cantidad de fuel oil y mayor cantidad de asfalto que otros crudos. Asímismo, los aceites que se extraen de estos crudos tienen características muy especiales como son, bajo punto de goteo y un índice de viscosidad bajo también.

Los crudos parafínicos, se distinguen por dar una mayor cantidad de gasolina y aceite del mismo nombre. Los aceites derivados de los crudos parafínicos se denominan aceites parafínicos y tienen características como altos índices de viscosidad, por lo que se les emplea normalmente en aplicaciones donde hay temperaturas medias y altas, donde hay cajas reductoras, motores a diesel y gasolina, compresores y turbinas, entre otros. Estos crudos parafínicos están conformados por cadenas más bien lineales y tienen muy pocos componentes cíclicos y aromáticos.

Los crudos asfálticos normalmente acarrean grandes cantidades de aceites pesados y de brea. Para su aprovechamiento deben utilizarse en las refinerías, unidades reformadoras y unidades de “cracking” especiales.

De igual manera, en una gasolina pueden existir hasta 200 tipos diferentes de hidrocarburos entre los cuales 60, son los que más abundan y hacen el 80% de la misma.

En el caso de petróleo, la mayoría de los elementos componentes son el carbono y el hidrógeno; sin embargo, hay cantidades apreciables de azufre,

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oxígeno y de nitrógeno que se trasladan a los diferentes refinados y destilados que se extraigan del petróleo respectivo.

Los aceites parafínicos tienen cera, que debe ser extraída, y se la utiliza para hacer fósforos y otros artículos que impregnados de la parafina, se convierten en impermeables.

Los aceites nafténicos, derivados de los crudos nafténicos, debido a que su crudo tiene bajos puntos de goteo, sirven como aceites de refrigeración y para motores que funcionan a gas.

En la actualidad se producen aceites parafínicos que son hidrotratados. Estos aceites, sufren procesos de cracking que por otra parte mejoran sus condiciones de linealidad y de menor oxidabilidad, para lo cual, se mantiene a los aceites en atmósferas de hidrógeno, con lo cual sus enlaces dobles u olefinas, van a sufrir la hidrogenación respectiva y con ello un mejor comportamiento de los aceites en condiciones de oxidación y temperatura.

Esto ha dado lugar a una nueva industria, en la cual estos aceites parafínicos hidrotratados tienen un precio intermedio entre los aceites parafínicos y los aceites sintéticos. Sin embargo, los niveles de rendimiento de un aceite hidrotratado parafínico, distan en su rendimiento de los obtenidos con los aceites sintéticos.

PAQUETES DE ADITIVOS:

Prácticamente, ningún tipo de aceite utilizado como lubricante por sí solo tendría las condiciones necesarias para hacer su trabajo en forma eficiente. Es así, que, tanto los aceites minerales como los parafínicos hidrotratados, como los aceites sintéticos o los aceites de tipo vegetal, si no se les añadieran los aditivos correspondientes, no podrían realizar su trabajo, ni mitigarían por mucho tiempo la fricción.

Los aditivos son productos que mejoran el desempeño de los aceites de acuerdo a su aplicación.

Sin embargo, los aditivos a veces son mutuamente excluyentes en su desempeño. Unos aditivos pueden ser eficientes en condiciones de trabajo bajo extrema presión pero disminuyen su resistencia a la oxidación. Los aditivos están orientados normalmente a aplicaciones específicas.

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También, los aditivos, pueden dar propiedades nuevas, como el caso de los aditivos anticorrosivos, y reforzar simultáneamente otras propiedades presentes, como pueden ser las de antidesgaste (ANTIWEARING AW)

Los aceites destinados a los motores de combustión interna, si no tuvieran la presencia de aditivos, serían prácticamente inservibles. Hay que recordar que en el caso de un motor de combustión interna, gran parte de la fricción que va a ocurrir, permitirá solamente que haya una lubricación de película límite y va a ser muy dificil lograr condiciones, entre los anillos y el cilindro, de tipo hidrodinámico y peor aún del tipo elastohidrodinámico.

Simultáneamente, los aditivos permiten que los aceites puedan trabajar bajo presencia de oxígeno a 300° C de temperatura en la cámara de combustión y aún así poder sobrevivir 4 ó 5000 km. en caso de los aceites minerales y hasta 15 y 20 mil km. de trabajo en el caso de aceites sintéticos.

Los aditivos a su vez trabajan en proporciones mínimas. De esta manera, no necesariamente porque se añada el doble de aditivos se va a obtener el doble de resultados y beneficios.

Que se aumente la cantidad de bisulfuro de molibdeno al 2% a un aceite mineral no quiere decir que va a trabajar en una caja reductora, con la mitad de fricción que tenía cuando estaba solamente en el 1%.

Entre los aditivos más utilizados, están los siguientes:

BISULFURO DE MOLIBDENO MICRONIZADO: Que permite que en condiciones de lubricación límite uno pueda realmente disminuir la fricción, a través de película de lubricante sólido. Temperaturas de operación hasta los 400°C.

El bisulfuro de molibdeno, además, se caracteriza por poderse utilizar como un lubricante de película seca y es uno de los recomendados a utilizarse en rodamientos que deban estar a más de 270 °C, bajo altas cargas de impacto o de presión, siempre y cuando el DN de trabajo esté bajo, es decir que no sea superior a 1500 mm/minuto.

Los cristales de bisulfuro de molibdeno forman 1830 capas de laminillas por milímetro de espesor, que en caso de experimentar presiones menores de

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200.000 psi tienden a resbalarse entre sí evitando el contacto metal-metal y las soldaduras.

GRAFITO: Esta forma de cristalización exagonal del carbono es muy útil en condiciones en las que tengamos necesidad de un lubricante que conduzca la electricidad y al mismo tiempo pueda soportar altas temperaturas y que permitan un alivianamiento de la fricción.

TEFLÓN: Es un polímero de fórmula (C2 F4 )n (mejor conocido como teflón) o denominado también politetraflúor de etileno (PTFE). Producto totalmente inerte, no conduce la electricidad ni el calor, no se adhiere a nada y tiene el menor coeficiente de fricción de todos los sólidos, por esta razón se lo utiliza también como un aditivo para lubricantes.

LOS INHIBIDORES DE OXIDACIÓN: Este tipo de aditivos se caracteriza por disminuir la tendencia a oxidarse o reducir la tendencia de los hidrocarburos para combinarse con moléculas de oxígeno. Se caracteriza fundamentalmente por no permitir fácilmente que los átomos pierdan electrones y de esa manera se los cedan a otros productos, entre ellos, el oxígeno.

Normalmente, cuando un lubricante se oxida, tiende a aumentar su viscosidad y se producen reacciones químicas de polimerización en las cuales se producen peróxidos y ácidos orgánicos. Si a todo esto añadimos que las trazas de metal trabajan como verdaderos agentes catalíticos que aceleran estas reacciones de oxidación, que en conjunto con altas temperaturas, incrementan aún más, las velocidades de oxidación del aceite.

Cuando se agotan los inhibidores de oxidación, la velocidad de oxidación depende fundamentalmente de la resistencia natural a oxidarse que tenga el aceite base.

INHIBIDORES DE CORROSIÓN: Estos aditivos se los utiliza en pequeñas cantidades y, el tipo utilizado depende fundamentalmente del producto y de su aplicación.

Algunos inhibidores de corrosión mejoran la lubricidad del aceite, permitiéndole a éste adherirse en forma tenaz a las superficies del acero y así prevenir que la humedad pueda penetrar la película protectora del aceite.

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ADITIVOS DETERGENTES Y DISPERSANTES:

Estos aditivos se los incorpora normalmente en los aceites para motores de combustión interna y sirven para dispersar las partículas de contaminación creadas por la combustión y prevenir la creación de depósitos dañinos, como son, los barnices y los lodos.

Normalmente, estos aditivos están hechos en base de compuestos de calcio, magnesio, o jabones de bario. También se usan otros, como el ácido sulfónico tanto mineral como sintético.

Los detergentes y los dispersantes también pueden formar cenizas y hay que tener cuidado especialmente en los motores de dos tiempos donde algunos fabricantes establecen que el aceite no debe producir más del 1% de cenizas.

Dentro de este tipo de detergentes se pueden considerar los aditivos TBN (Total Base Number ó Número Base Total) que es un indicativo de la cantidad de hidróxido de potasio equivalente que hay dentro del aceite y que servirá para combatir la corrosión producida por los ácidos de la combustión, especialmente de diesel. Estos ácidos se derivan de la oxidación del azufre y entre otros productos, ocasionan la presencia de ácido sulfúrico.

ADITIVOS ANTIDESGASTE: (AW AntiWearing). Este tipo de aditivos normalmente reaccionan con la superficie de los metales y establecen una capa de óxido reactiva y por encima de ella una capa de órgano-metálicos, que sirve para amortiguar la fricción cuando existan condiciones de lubricación límite. Entre los más conocidos se encuentra el zinc ditiofosfato.

ADITIVOS DE EXTREMA PRESIÓN: Estos aditivos son utilizados normalmente cuando hay aplicaciones con cargas e impactos que ocasionan situaciones de alto contacto con alta presión. Normalmente son aditivos compuestos de azufre-fósforo a veces con la presencia de compuestos clorados que se emplean tanto con los aceites para cajas de engranajes industriales, como en las de tipo automotriz.

Los aditivos de extrema presión se activan por calor. Es decir, cuando las dos superficies entran en contacto y producen fricción y calor, el aditivo empieza a actuar, reactiva y químicamente sobre la superficie del metal originando una capa de óxido, que sirve después como un producto que

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disminuye la fricción. Debe tenerse extremo cuidado al utilizar aceites con aditivos de extrema presión en cajas reductoras o en otras máquinas en las cuales haya presencia de metales que no sean de hierro, ya que estos aditivos pueden reaccionar con el bronce, el aluminio u otros.

Los aditivos de extrema presión tienden a oxidar el aceite disminuyendo su vida útil, por lo que no se recomienda su uso en aceites hidraúlicos que van en compresores y turbinas.

Asímismo, debe evitarse la utilización de aditivos EP en lubricantes que deban estar en temperaturas por encima de 80°C, como en los aceites automotrices, que ocasionarán un bruñido inconveniente en las partes de alta fricción, como son anillos y cilindro.

ADITIVOS MEJORADORES DEL ÍNDICE DE VISCOSIDAD: Estos aditivos, normalmente productos sintéticos, como los polibutenos y polimetacrilatos, sirven para mejorar la viscoelasticidad de los aceites con los cuales se mezclan.

De esta manera, un aceite que se comportaba como un SAE 30, al añadírsele este tipo de aditivo se puede comportar como un SAE 30 en condiciones de baja temperatura y como un SAE 50 en condiciones de altas temperaturas. De ahí vienen las denominaciones de los aceites multígrados en los cuales un SAE 30 W 50 donde la W significa (wax) = cera, e indica que a estos aceites se los ha desparafinado y su comportamiento es de acuerdo a los que señalábamos en el párrafo anterior.

Los primeros aditivos mejoradores del índice de viscosidad eran moléculas extremadamente grandes y al entrar en los engranajes o en las partes internas de un motor tendían a bajar extremadamente su eficiencia, debido al cizallamiento.

Los pesos moleculares y tamaños de estos aditivos son ahora mucho más pequeños y por eso es que un aceite multígrado en la actualidad puede durar 5000 Km. con facilidad y sin salirse de grado.

ADITIVOS ANTIESPUMANTES: Estos aditivos formados normalmente a partir de aceite de silicona, sirven para bajar la tensión superficial del aceite. Sin embargo, cuando se pone una cantidad excesiva del antiespumante, lo que ocurre es que el aceite ya no puede soltar la espuma que hace y se queda

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siempre con una capa de varios milímetros de espuma en la superficie del mismo, conformada por burbujas muy pequeñas.

Este fenómeno se denomina atrapamiento de aire.

PAQUETES DE ADITIVOS AUTOMOTRICES: En la actualidad nos encontramos bajo la denominación de aditivos para aceites de combustión interna con chispa (denominación S de spark = chispa) proseguida de la letra J que indica la serie en la cual nos encontramos y que permiten que el aceite no duplique su viscosidad dentro de un número determinado de horas que cada vez con las nuevas series y avances tecnológicos se va alargando.

Para los motores que funcionan bajo condiciones no de chispa sino de compresión, las letras comienzan por la C y van seguidas de una letra que indica la serie; en este momento nos encontramos en la CG.

ADITIVOS MEJORADORES DE LA ADHESIVIDAD: Este tipo de aditivos se utiliza especialmente en los aceites para cadenas en los cuales se quiere mejorar su adhesividad. Sin embargo, cuando son introducidos en aceites para otros usos que deban soportar cizallamiento, su utilidad desaparece prontamente.

GRASAS:

COMPOSICIÓN DE LAS GRASAS:

Normalmente las grasas tienen tres componentes:

a) Aceite, que puede ser mineral o sintético y de ahí derivará la grasa, su apelativo de mineral o sintética.

b) El espesante que será el tipo de aglutinante o aglomerado que sirve para retener el aceite que compone normalmente el 80% de la grasa y, por último,

c) Aditivos especiales.

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Normalmente las aplicaciones de la grasa en lo que se refiere a temperatura y contaminación con agua y polvo estarán dadas directamente por el tipo de espesante que se utiliza.

Es así, como los jabones utilizados durante casi todo este siglo, de litio, bario, calcio, sodio, tenían en unos casos, aplicaciones para trabajos en agua y, en otros casos eran utilizados para trabajos en altas temperaturas.

Hoy por hoy, la tecnología moderna está utilizando espesantes en base de bentonita que permiten, que aunque las temperaturas se eleven en forma intermitente, el espesante no se disuelva en el aceite y por ende, la grasa no empiece a gotear.

En el caso de aplicaciones en las que se deba trabajar en medios acuosos o con presencia de polvo, de sol, agua salada, ácidos y álcalis débiles, se está empleando cada vez más, un tipo especial de jabón, en base de complejo de aluminio, que permite que las piezas puedan inclusive estar dentro del agua, sin que haya una emulsificación del espesante dentro de ella.

Los aceites incorporados y que son en definitiva el lubricante de la grasa, deberán estar de acuerdo con la aplicación. Es el caso, por ejemplo, de los perfluoratos, que sirven para trabajar en presencia del oxígeno, sin que entren en combustión por más que las temperaturas se eleven. Así también, tenemos el caso de las siliconas que sirven para trabajar a muy altas temperaturas y en condiciones de muy altas velocidades.

Los aditivos que se ponen en las grasas son del mismo tipo de los que hemos denominado anteriormente, y se incluyen en el elemento lubricante que es el aceite base.

ACEITES MINERALES VS. ACEITES SINTÉTICOS

Aceites minerales son aquéllos que se derivan de la destilación del petróleo.

Aceites sintéticos son aquéllos manufacturados por la industria a partir de componentes simples, constituyéndose compuestos con propiedades especiales, planificadas, predecibles y reproducibles.

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Hablar de aceites sintéticos es tan genérico como hablar de las medicinas. Existen en la actualidad algunas familias importantes de aceites sintéticos, entre ellas:

- Polialfaolefinas (PAO)- Diésteres- Esteres Poliol- Poliglicoles y,- Alquil bencenos

Una diferencia fundamental entre aceites minerales y sintéticos radica en que los minerales pueden estar constituidos por más de 200 moléculas diferentes, mientras que los sintéticos están conformados por un solo tipo de moléculas. Esto hace que los sintéticos sean menos proclives a evaporarse y al cizallamiento.

De otra parte, en los aceites minerales siempre hay presencia de azufre, oxígeno y nitrógeno, situación esta que los hace propensos a la oxidación. Los aceites sintéticos como las polialfaolefinas son compuestos que sólo tienen carbono e hidrógeno, con vidas de duración de tres y cinco veces más largas que sus similares minerales.

Las polialfaolefinas son utilizadas en motores de combustión interna, grasas de propósito general, aceites para cadenas, compresores y cajas reductoras entre otros.

Los aceites diésteres son utilizados en algunas grasas para trabajos a bajas temperaturas y normalmente van asociados en la actualidad con otros aceites sintéticos.

Los aceites poliglicoles tienen su uso primordial en los compresores de gas natural y de gas licuado de petróleo.

Los ésteres poliol están siendo utilizados en compresores de refrigeración al igual que los dialquil bencenos.

Entre las características que se han encontrado en estos aceites sintéticos, podría señalarse que normalmente tienen índices de viscosidad más altos que sus correspondientes minerales, mejor estabilidad frente a la oxidación, y en general, una mejor afinidad por los metales; por lo tanto, dan una mejorada

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lubricidad, lo cual redunda, en tiempos más largos de recambio del aceite, en minimizar el consumo de energía y disminuir la fricción de las partes en movimiento; en una palabra una mejor eficiencia.

El principal inconveniente del uso de los aceites sintéticos es su costo elevado que puede ser entre 3 y 8 veces el costo de un aceite mineral.

Por ello no se recomienda utilizar aceites sintéticos en los siguientes casos:

1. Donde exista una contaminación excesiva del ambiente que no permitirá aprovechar a plenitud las bondades del aceite sintético.

2. Donde el aceite deba descartarse y no se lo pueda reutilizar, como en el caso de bombas de vacío que no tienen depósito o cárter.

3. En motores de combustión interna en los cuales haya excesiva pérdida o evaporación del aceite.

4. Cuando haya pérdidas o fugas del lubricante por fallas mecánicas. Los aceites no suelen curar los problemas mecánicos.

5. En los motores de combustión interna que tengan desgastes que hayan sido compensados por la formación de depósitos de carbón. Cuando se cambia de aceite a otro mineral o sintético, con mejores aditivos detergentes y dispersantes, puede ocurrir que se presenten pérdidas excesivas de lubricante debido a que las holguras que produjo el desgaste, no permiten un sello adecuado.

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AUTO-EXAMEN


1.- En aplicaciones de rodamientos, seleccione la respuesta que resulta más exacta:

a) A mayor velocidad se requiere un aceite más viscosob) A más altas temperaturas se requiere un aceite más livianoc) A menores velocidades se requiere un aceite más livianod) A más bajas temperaturas se requiere un aceite más livianoe) Ninguna de las anteriores

2.- ¿ Cuál es la mayor causa de fallo de los rodamientos ?

a) Corrosión por exceso de fricciónb) Sobre-engrasec) Falta de mantenimiento

3.- Los rodamientos de bolas requieren una grasa que sea:

a) Más consistente que la usada en rodamientos de rodillosb) Menos consistente que la usada en rodamientos de rodillos

4.- La mayoría del desgaste ocurre durante:

a) El arranque en fríob) La operación a alta temperatura

5.- Los aceites que se caracterizan por un alto índice de viscosidad son productos de crudos:

a) Nafténicosb) Paráfinicosc) Asfálticos

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6.- Los aceites que se caracterizan por tener bajos puntos de goteo proceden de los crudos:

a) Nafténicosb) Paráfinicosc) Asfálticos

7.- Los aditivos AW afectan la vida oxidativa de un aceite:


8.- Los aditivos de extrema presión afectan la vida oxidativa de un aceite:


9. El lubricante seco con coeficiente de fricción menor de los siguientes es:

a) Bisulfuro de molibdenob) Teflónc) Grafitod) Bronce

10. El aceite de silicona es un aditivo:

a) Antidesgasteb) Antiespumantec) Extrema presiónd) Mejorador del índice de viscosidad

11. Un aceite nafténico contiene cera que hace subir su punto de goteo:

a) Verdadero b) Falso

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12. Un aditivo de extrema presión es lo mismo que un aditivo anti-desgaste, la diferencia estriba en que se lo utiliza en mayor cantidad para incrementar la protección:


13. El aditivo que se utiliza en un aceite para reducir su tendencia a perder viscosidad con el calor se llama:

a) Detergenteb) Dispersantec) Mejorador de índice de viscosidadd) Anti-desgastee) Ninguno de los anteriores

14. Las propiedades básicas de una grasa vienen dadas por:

a) El espesanteb) La viscosidad del aceitec) El paquete de aditivos

15. Se necesita un aceite viscoso para hacer grasa:


16. Los mejoradores de índice de viscosidad se utilizan solamente en los aceites multígrados:


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CAPÍTULO IV ACEITES PARA MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

SAE: SOCIEDAD DE INGENIEROS AUTOMOTRICES

Esta antigua sociedad de Ingenieros Automotrices de los Estados Unidos ha establecido parámetros y normas que rigen prácticamente en todo el mundo la elaboración de los lubricantes para aplicaciones automotrices.

Entre las normas de esta sociedad, se encuentra la clasificación SAE Engine, que establece los parámetros de medida de viscosidad para los aceites de motores de combustión interna, utilizando medidas del equipo Saybolt.

En esta clasificación se establecen las viscosidades y sus rangos para los lubricantes: SAE 5, SAE 10, SAE 15, SAE 20, SAE 30, SAE 40 y SAE 50, a tres tipos de temperaturas: 0° F, 100°F y 210°F. Cuando en las refinerías se pudo establecer el sistema de desparafinación, es decir la extracción de toda la parafina que tiene un aceite, se establecieron los grados W. Así, tenemos que un aceite SAE 10W significa que toda la parafina o cera ha sido extraída y ésta a su vez se la comercializa para las aplicaciones que señalábamos en el capítulo anterior.

ACEITES MONÓGRADOS Y MULTÍGRADOS:

Los aceites monógrados están establecidos por la SAE, bajo las normas señaladas en el párrafo que antecede. Con la aparición de los aditivos sintéticos, polibutenos y metacrilatos, se pudo añadir estos mejoradores de índices de viscosidad a los aceites automotrices y darles características que de por sí, los aceites minerales sin estos aditivos no tendrían. Por lo tanto, cuando a un aceite SAE 20 se le añaden aditivos mejoradores de índice de viscosidad tendremos que el mismo podrá seguir siendo un SAE 20 a bajas temperaturas pero a 210°F (98°C), el comportamiento de este aceite puede ser un SAE 30 o de un SAE 40 o hasta de SAE 50.

Los aceites con los aditivos mejoradores de índice de viscosidad han establecido toda una nueva serie de lubricantes que sirven para arranques en frío y que permiten al mismo tiempo tener viscosidades adecuadas a altas temperaturas, cosa muy conveniente para las aplicaciones de motores de combustión interna.

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En un comienzo los aceites multígrados podían subsistir como tales durante escasos tiempos de recorrido, dado que los aditivos utilizados eran todavía primitivos y tenían pesos moleculares muy grandes.

En la actualidad un aceite mineral con aditivos polibuténicos puede alcanzar recorridos de 5000 millas sin que su componente visco-elástico se haya deteriorado por cizallamiento.

La organización estadounidense que se ocupa de los aceites para motores de combustión interna es el Instituto Americano del Petróleo, denominado American Petroleum Institute y sus siglas API, normalmente van asociadas al tipo de viscosidad SAE. Así, veremos muchas veces que un lubricante tiene como viscosidad SAE 20W50 seguido de un subfijo como SJ. La S representa aplicabilidad del aceite para motores de combustión interna que tienen chispa (spark) y la J representa la serie con la cual API aprobó el paquete de aditivos del lubricante. Las series SA, SB, SC, SD y SE son en este momento obsoletas y las que están vigentes son las que prosiguen con letras posteriores a SE.

Cuando se trata de motores de combustión interna que funcionan sin chispa, caso de los motores a diesel, bunker, fuel oil y crudo, en vez de empezar con S la designación API, lo hace con la letra C de compresión (compression) y en la actualidad estamos en la serie CG.

Cuando después del subfijo posterior a la C aparece con números romanos un IV o un II, hay una referencia directa a que el lubricante se lo puede utilizar en motores de cuatro tiempos o de dos tiempos.

MOTORES A GASOLINA:

Los requisitos API en realidad se refieren a los aditivos que se van a introducir en el aceite. No es difícil satisfacer estos requerimientos ya que están orientados fundamentalmente para aceites minerales.

Lo que ocurre con cada generación nueva de vehículos y sus correspondientes nuevos motores, es que se producen progresivamente mayores potencias en los motores a base de aumentar las revoluciones de los mismos, aunando este hecho a la existencia de cada vez más y nuevos sensores y servocontroles para una mejor eficiencia del motor. Esta adición de nuevos controles y sensores ha ido llenando la parte delantera de los

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vehículos con más y más equipos, con lo cual falta espacio dónde colocar todo el conjunto de nuevos adelantos; en consecuencia, no se permite una adecuada aereación, por lo que existe una mayor temperatura a nivel del motor. Si a esto añadimos los sistemas hidraúlicos de dirección y de freno (power brake, aire acondicionado) los aceites del motor cada vez más tienen que trabajar a más altas temperaturas.

API intenta cumplir cada cierto tiempo con requerimientos cada vez más exigentes de los fabricantes y para lo cual norma a las compañías fabricantes de aditivos a producir éstos con un nivel de sofisticación único, pero sin sugerir todavá cambiar las bases de los aceites minerales.

Esto ha dado lugar en los últimos años a que algunos de los grandes fabricantes de vehículos como General Motors, Ford y otros, coloquen aceite sintético en algunos de sus motores, transmisiones y diferenciales desde fábrica para modelos especiales.

Especialmente en los últimos años, estos fabricantes han diseñado motores que trabajan con mayor número de revoluciones que el motor debe absorber debiendo utilizarse simultáneamente un aceite con menor viscosidad. Sin embargo, los mecánicos y los conductores se aferran a tratar de seguir utilizando los lubricantes pesados que anteriormente les habían dado resultados.

Es muy normal que un aceite para los nuevos vehículos sea un SAE 15W40 que muchas veces nuestros conductores se resisten a emplear prefiriendo un SAE 30 o un SAE 40, porque piensan que les van a dar mayor protección al motor. Sin darse cuenta, están utilizando un aceite mucho más viscoso a bajas temperaturas que va a producir un mayor consumo de gasolina o de combustible y con arranques en frío de mucha fricción.

MOTORES A DIESEL:

Normalmente los constructores de los vehículos con motores a diesel recomiendan un monógrado SAE 30 o un monógrado SAE 40. La experiencia en el Ecuador nos dice que para este tipo de motores, en las condiciones cálidas existentes en la mayoría del país, el SAE 20W50 es normalmente lo más adecuado siempre que se trate de motores de cuatro tiempos.

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Los fabricantes de los motores Detroit Diesel de dos tiempos no recomiendan la utilización de multígrados debido a que los mejoradores de índice de viscosidad tienden a cizallarse rápidamente bajando drásticamente las viscosidades a 100° C. Sin embargo, experiencias de campo con aceites sintéticos multígrados en el Ecuador, nos permiten decir que la vida del motor se prolonga, así como la del aceite.

Otro detalle que debe tenerse en cuenta es el Total Base Number o TBN del cual conversamos en el capítulo anterior y que consiste en la reserva alcalina que le queda al aceite para contrarrestar los subproductos ácidos de la combustión del diesel. En el caso del Ecuador, los niveles de diesel todavía son altos y alcanzan valores de 0.4% y hasta más de azufre, por lo cual en un motor en el que se vaya a utilizar un aceite mineral se tendrá que tener como mínimo 8 puntos de TBN. Normalmente el cálculo que se realiza del TBN para aceites minerales es multiplicar el porcentaje de azufre del diesel por 20, y el resultado es el valor requerido de TBN.

Cuando el aceite es sintético y se lo va a utilizar en períodos largos (de 3 a cinco veces más prolongados) el TBN debe ser más alto y debe ser entre tres y cuatro veces mayor que la cantidad requerida para el aceite mineral.

Cuando no existe la cantidad suficiente de TBN empieza a producirse un humo negro por las válvulas de escape y tendremos corrosión de los metales debido a los subproductos ácidos.

Otro aspecto que debe tomarse en cuenta, cuando se utilizan aceites sintéticos en motores a diesel es que, aunque el aceite sintético puede durar más tiempo y puede prolongar la vida del filtro del aire y del aceite, es preferible cambiarlos con la misma periodicidad que se lo hacía cuando se utilizaba en el motor a diesel un aceite con base de mineral.

Cuando los filtros de aceite no se cambian adecuadamente, lo que ocurre es que se acumula mayor cantidad de hollín en el aceite, que se cree va a aumentar la abrasión dentro del motor y simultáneamente va a producir una mayor viscosidad con la correspondiente ineficiencia en el aprovechamiento del combustible.

En el caso de no cambiarse con la periodicidad adecuada los filtros de aire normalmente lo que vamos a encontrar dentro del aceite es una mayor presencia de silicatos que ayudarán también, aparte de incrementar la

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viscosidad del aceite, a propender a un mayor efecto abrasivo y mayor presencia de hierro y otros metales de desgaste dentro del aceite.

NORMAS DE LOS LUBRICANTES PARA MOTORES:

Las normas API SF, SG, SH y SJ están vigentes al momento de la publicación de este libro para motores con bujías (Spark) por lo que su serie comienza con la letra S.

Las normas API para los motores sin chispa y que basan su combustión a través de la compresión son las CF-4, CD-II y CE.

Existen algunas organizaciones a nivel europeo que han controlado y otras nuevas que controlan este mercado. La primera de éstas fue el Comité de Constructores de Automóviles del Mercado Europeo, CCMC, conformados por 12 constructores de vehículos europeos.

En Estados Unidos otra institución que tiene que ver con este asunto, se refiere al organismo corporativo encargado de la economía promedio de combustibles siendo sus siglas CAFE, en inglés (Corporate Average Fuel Economy).

En las décadas de los 60 y 70 era muy ordinario que los lubricantes tuvieran sus especificaciones determinadas por normas militares.

En la actualidad, es mucho más común encontrar que las especificaciones de los lubricantes vengan dadas por los fabricantes de los motores.

FÓRMULAS CON ACEITES SINTÉTICOS:

Los fabricantes de aceites sintéticos para aplicaciones de motores, vienen desde hace unos pocos años probando y utilizando algunas mezclas de sintéticos que permitan optimizar, ya sea la fricción, ya sea la oxidación, la espuma y en definitiva buscando lo que represente mayor conveniencia para el futuro usuario.

Es así cómo, en las fórmulas de sintéticos para motores de combustión interna en un comienzo se utilizaron aceites diésteres que tenían demasiada acción detergente y simultáneamente tendían a un efecto disolvedor de los cauchos.

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Posteriormente, se siguió probando con aceites sintéticos polialfaolefínicos, encontrándose que éstos tenían muy buena resistencia a la oxidación, pero que eran demasiado inertes frente a las empaquetaduras y retenes.

En la actualidad la mayoría de los aceites sintéticos para motores de combustión interna, están conformados en su mayor parte por polialfalefinas y una pequeña parte, entre un 6 y un 15%, por aceites diésteres que permiten una mejor solución de los aditivos, una mejor capacidad dispersante del aceite y un mejor efecto frente a los elastómeros, sean empaquetaduras, cauchos o retenes.

También se ha hablado de la utilización de aceites semi-sintéticos en los motores de combustión interna, cosa que para esta aplicación y en nuestro criterio no es siempre lo más adecuado ya que las capacidades antioxidativas del aceite sintético se verían mermadas al momento de mezclar los sintéticos con aceites minerales.

Lo que sí ha logrado un mejor éxito y aceptación, es la utilización de los aceites parafínicos hidrotratados, que no han dado los mismos resultados que los aceites sintéticos señalados anteriormente, pero sí muchísimo mejor resultado que la utilización de los simplemente minerales.

Los aceites semi-sintéticos han probado ser de mucha utilidad, pero en aplicaciones diferentes a la de motores de combustión interna. Tal es el caso de cajas reductoras, diferenciales y cajas de transmisión de velocidades.

PROGRAMA DE ANÁLISIS DE ACEITES:

Un programa de análisis de aceite puede proveer muchas claves a los problemas que uno tiene en los motores. Si usted no puede conseguir de su proveedor que lo incluya dentro del programa de servicio este tipo de análisis, será muy beneficioso para usted contratar un laboratorio independiente que realice este servicio. Es inclusive conveniente que aunque su proveedor de aceites le ofrezca el servicio gratis de análisis, el usuario tenga para efectos de constatación uno independiente y propio. El programa de análisis de aceite le va a mostrar en muy poco tiempo utilidad en una o varias de las siguientes áreas problemáticas:

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1. PRESENCIA DE REFRIGERANTES en el motor por efecto de fugas. El aceite tendrá una apariencia de “café con leche” y cuando el agua se haya evaporado aparecerá un gran residuo de sodio en el análisis de laboratorio.

2. PRESENCIA DE GLICOL en el aceite del motor: Normalmente el glicol está presente en los refrigerantes del agua de radiador que al evaporarse, dejará un residuo del glicol presente. Este residuo probablemente se oxidará en forma rápida y se hará presente un barniz rojizo producido por el glicol oxidado.

3. HOLLÍN: Altos niveles de hollín en el aceite del motor a diesel son presencia y signo de una combustión incompleta, de no haber cambiado el filtro del aceite o también indicar que hay inyectores deficientes o alguna obstrucción en el sistema de admisión de aire. La oxidación del aceite y el aumento del hollín incrementan la viscosidad del aceite y se cree que influyen también en hacerlo abrasivo, con el correspondiente deterioro y desgaste del motor.

4. CAMBIOS DE ACEITE: Uno puede utilizar el programa de análisis de aceite para extender los intervalos de cambio del mismo más allá de lo señalado por el fabricante.

Puede que en ocasiones no se hayan hecho cambios de los filtros de aceite y de aire accidentalmente y uno se encuentre con bastantes lodos en el filtro. Hay que tener también un poco de precaución a la hora de buscar el origen de las fallas, ya que esos lodos pueden ser causados por la presencia de agua o por contaminación con glicol.

5. EL CONTENIDO DE AZUFRE del diesel puede ser muy alto y haberse excedido la habilidad del aceite de poder manejar y contrarrestar ambientes ácidos. Una de las primeras observaciones cuando esto ocurre es que el material de los cojinetes va a aparecer manchado. En combustibles con alta contaminación de azufre se deben utilizar aceites con mayor contenido de TBN y/o se deben acortar los tiempos de recambio del aceite.

6. EL COMBUSTIBLE presente en el aceite lleva a la reducción de la viscosidad a un punto donde la protección del motor se ha mitigado y hasta terminado. Puede ser que la viscosidad total del aceite esté correcta, pero que usted no se dé cuenta que la dilución que el combustible hace en el

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aceite, reduciendo su viscosidad, esté compensada por altos niveles de hollín que tienden a aumentar la viscosidad del lubricante.

En el caso de que se mantenga un flota de camiones o de buses en la que usted al momento no realice programas de análisis, es muy interesante considerar esta alternativa.

Los centavos que uno ahorra a través de un programa de análisis de aceites, se convierten en mucha mayor producción y productividad de la flota. De la misma manera, cuando se hagan análisis de aceite trate de ver las tendencias del aceite más que datos esporádicos.

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AUTO-EXAMEN

Responda las siguientes preguntas y confronte sus respuestas con el solucionario que se encuentra en el Apéndice I:

1. Si una calificación de grado del aceite dice SAE 1OW, la W significa que es para temperaturas calientes.


2. ¿ Qué designación de multigrado es incorrecta ?

a) 10W30b) 10W 20W 50c) 20W40

3. ¿ Cuál es la letra que utiliza API para designar la calificación de un aceite para motores a diesel ?

a) Sb) Ac) C

4. Los análisis regulares de aceite no se requieren; con tener datos esporádicos de la condición del aceite es más que suficiente.


5. Un aceite multigrado 20W50 es más recomendable que un monógrado SAE 30 para los arranques en frío.


6. La proporción de aditivo TBN que se debe especificar en un aceite automotriz está en relación con el contenido de azufre del diesel.

a) Verdadero

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b) Falso

7. Un aceite en el resultado del análisis de laboratorio, puede tener su viscosidad correcta y sin embargo tener alta presencia de combustible.


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CAPÍTULO V ACEITES PARA CAJAS DE ENGRANAJES AUTOMOTRICES

SAE GEAR

La SAE, tal como habíamos dicho en el capítulo anterior, ha establecido grados de viscosidad, con rangos de viscosidad máximas y mínimas tanto para los aceites que van en los motores automotrices como para las cajas reductoras de los mismos, entendiéndose por esto, cajas de transmisión y diferenciales. Para los climas fríos, SAE tiene establecidas temperaturas mínimas de operación bajo las cuales no haya viscosidades dinámicas mayores de 150 mil cP.

En los grados de alta viscosidad como el SAE 250, las viscosidades mínimas se determinan exclusivamente a 100°C (210°F); en los grados W se establecen tanto la viscosidad mínima como la máxima del rango.

En las décadas de los 70 y 80 el grado más utilizado para cajas reductoras automotrices era el 80W90, pero hoy en la actualidad la mayoría de los operadores de equipo pesado prefieren la utilización del grado SAE 85W140.

API:

API tiene toda una serie de especificaciones GL que van desde la GL1 a la GL5 y dentro de muy poco la PG1 y PG2, que tienen que ver primordialmente con la limpieza y ausencia de lodos.

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Categorías de engranajes API

API Tipo de engranajeCategoría Tipo de servicio transmisión Tipo de aditivo

GL-1 Condiciones no severas de Cónico espiral, Inhibidores de oxidación ypresión y fricción transmisiones manuales herrumbre, antiespuman-

te, depresores del punto degoteo, sin aditivos de ex-trema presión y sin modi-ficadores de fricción.

GL-2 Ejes de tornillo sin fin, transmisiones manuales que trabajan bajo condiciones de carga y temperatura; velocidades de deslizamiento que no son cubiertas por GL-1.

GL-3 Condiciones moderadamente Cónico espiral EP bajoseveras de velocidad y carga. transmisiones manuales

GL-4 Condiciones severas de desli- Engranajes hipoides, EP mediano; modificado-zamiento. transmisiones manuales res de fricción para dife-Velocidad y carga (alta velo- a vehículos y camiones renciales con deslizamien-cidad/bajo torque y baja ve- tos medioslocidad/alto torque

GL-5 Impactos de carga a altas Engranajes hipoides, Alto EP; modificadores develocidades, alta velocidad/ transmisiones fricción para diferencialesbajo con deslizamientos medios

ADITIVOS:

Los aditivos primordiales que actúan dentro de los aceites para cajas de engranajes son los de extrema presión. Si comparamos los aceites de cajas industriales con los de cajas automotrices, nos encontraremos que API exige para estos últimos, altas cantidades de aditivo EP, casi cuatro veces mayores que para los aceites de cajas de engranajes industriales.

Así mismo, es importante que estos aceites tengan presencia de pasivadores o elementos inhibidores de actividad sobre el metal amarillo. Esto es así, porque muchas veces los aditivos de extrema presión deben trabajar a altas temperaturas y están químicamente activos, y que al poseer también afinidad por los metales blandos, como bronce, aluminio, magnolia, de no tener la presencia del inhibidor de ataque sobre el metal amarillo, empezarán reacciones perjudiciales para las chaquetas, cojinetes u otros elementos que contengan estos metales blandos.

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Se utilizan también inhibidores del óxido y de la corrosión, con el propósito de mejorar la vida de servicio de los engranajes y del aceite.

En algunos aceites de engranajes que sirven para trabajar en altas temperaturas, se ha venido incorporando la adición de ácidos grasos con el propósito de reemplazar a los aditivos de extrema presión, con la finalidad de que no se activen químicamente en condiciones de altas temperaturas.

ACEITES SINTÉTICOS:

Los aceites sintéticos, tal como viéramos en capítulos anteriores, tienen una mejor resistencia a la oxidación que sus similares minerales, así como un menor coeficiente de fricción interna y un mejor índice de viscosidad.

En muchos casos, los mayores fabricantes de vehículos automotrices, ofrecen garantías adicionales al utilizarse sintéticos en los vehículos por ellos fabricados.

Cuando se trata de flotas de vehículos, camiones o buses, la utilización de aceites sintéticos conduce a ahorros que pueden ser muy significativos. Pueden existir ahorros de mano de obra, fallas mecánicas mucho mas bajas, menor consumo de partes y repuestos y muchas menos paradas improductivas del vehículo pesado por mantenimientos preventivos y/o correctivos.

Otro punto interesante es que con la utilización de los aceites sintéticos en los diferenciales y cajas de transmisión, se va a conseguir una reducción de la temperatura de trabajo, lo que implica una menor fricción de los dientes de los engranajes y por ende, un menor consumo de combustible.

El más alto precio del aceite sintético sobre el mineral no tiene punto de comparación con lo que representa la reparación de la transmisión o el diferencial, o el lucro cesante en el cual se incurre por tener el vehículo improductivo. Los ahorros en combustible que se han encontrado por la utilización de aceites sintéticos en cajas de transmisión y diferenciales, en comparación con los aceites minerales, van desde un 2% hasta un 8%.

La resistencia al cizallamiento y el riesgo de que el aceite quede fuera de grado con el correspondiente deterioro de la viscosidad inherente del aceite,

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es un punto interesante que puede observarse en la gráfica siguiente, donde se compara un aceite semisintético, con uno mineral con mejoradores de índice de viscosidad:

15

14.5

c 14St Viscosidad mínima de trabajo

13.5a 13100 12.5

°C 12

0 5 10 15 20 25 30

Millaje (Millas)

Gear sssLubricantkCo 75W90 VII 75W90 PART SYN

Se ve claramente que el semisintético en 20.000 millas ( 39.000Km) seguía dentro de parámetros mientras que el mineral a 7.000 estaba fuera de grado.

Otro punto interesante respecto al mantenimiento de los aceites sintéticos en las cajas de engranajes automotrices, consiste en limpiar los respiradores que estas cajas reductoras tienen, con el propósito de que pueda airearse bien el lubricante, evitando al mismo tiempo la entrada de suciedad, que de por sí es un abrasivo.

Los aceites semi-sintéticos para cajas de engranajes automotrices presentan una relación interesante de costo-beneficio. Son más económicos que los

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Lubricante de Engranaje

75W90 con mejora- 75W90 semisintético dores de IV


aceites sintéticos aunque sus niveles de eficiencia no igualen a éstos. Sin embargo, pueden constituirse como un paso superior al uso de los minerales.

El anterior cuadro, muestra la eficiencia del eje utilizando varios lubricantes minerales sintéticos y parcialmente sintéticos en condiciones tanto de tráfico urbano, así como de autopista.

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Efecto de la velocidad en la eficiencia del eje de aceites sintéticos vs. minerales en camiones de uso pesado

COMPOSICIÓN DE LOS ACEITES AUTOMOTRICES PARA CAJAS REDUCTORAS:

El principal componente es el aceite cuyo porcentaje va desde un 70% a un 90% en relación de peso.

Los aceites principales que se utilizan en la fabricación de aceites automotrices para cajas reductoras son los aceites minerales más o menos refinados, aceites sintéticos polialfaolefínicos, aceites polialfaolefínicos en conjunto con otros aceites sintéticos.

Entre los aditivos más importantes que se utilizan en los aceites de cajas están los de extrema presión y los mejoradores de índice de viscosidad. En los países fríos también se incluyen aditivos depresores del punto de goteo.

75W-90 75W-90 80W-14075W-90 semi- 75W-90 sintético 75W-140 parte 80W-140 80W-140 80W-140

COMPONENTES mineral sintético sintético VII sintético sintético Sintético Mineral Mineral

Aditivo EP 7.0 9.5 9.5 8.0 9.5 6.5 6.5 5.5 5.5100 Neutral 55.0200 Neutral 18.0 64.5 43.0600 Neutral 20.0 13.5150 Bright stock 51.0PAO 4 cSt 24.0 23.0 26.0PAO 6 cSt 53.0PAO 8 cSt 24.0PAO 40 cSt 52.0PAO 100 cSt 24.0 51.0 17.0 50.5

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Diisodecyl adipate 20.0 15.0 9.0 15.0 20.0Ditridecyl phthalate 15.0Mejorador del Indice de Viscosidad 19.0 30.0 29.0Depresor del Punto De goteo 1.0 2.0 1.5 2.0 2.0 1.0 0.5Viscosidad at 100°C,cSt 14.20 14.45 15.48 16.81 26.9 25.62 26.29 25.9 14.2Viscosidad at 40°C, cSt 102.2 95.43 116.00 106.4 234.9 211.9 197.5 200.1 158.0Indice de Viscosidad 138 157 140 172 148 153 168 141 101Brookfield a –40°C, cP 138,000 128,800 71,000 143,000 ----- ---- 127,000 145,000 -----Brookfield a –26°C, cP ----- ----- ------ ----- 38,300 47,900 ----- -----

VII, mejorador del índice de viscosidad.

Estabilidad de los aceites frente al cizallamiento:

Se ha desarrollado un método llamado de CANNON para medir la estabilidad frente al cizallamiento, que normalmente se presenta dentro de los aceites de cajas reductoras. En esta prueba se pone a rotar una hélice, a guisa de licuadora, a 3.450 revoluciones durante 8 horas, midiéndose la viscosidad del aceite probado antes de comenzar el test y después del mismo.

Transcribimos a continuación algunas tablas de los porcentajes de pérdida de viscosidad que algunos lubricantes sufren al trabajarlos bajo este método de CANNON.

Fluidez Viscosidad, KV 100 % Pérdida de

cSt a 100°C cSt a 100°C viscosidad

75W-90 VII 14.45 11.25 22.175W-90 sintético 14.25 14.05 1.475W-140 sintético 24.93 24.84 0.480W-140 VII 29.63 26.48 10.680W-140 sintético 25.71 25.54 0.7

80W-90 referencia 13.80 13.59 1.5

______________________________________________________________________________

La resistencia mejorada frente al cizallamiento que presentan los aceites sintéticos se estima que viene de su composición monomolecular. A diferencia de los aceites minerales que tienen composiciones muy diversas de moléculas, tendiendo las más grandes a ser cizalladas por el

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estrechamiento o acoplamiento de los dientes de los engranajes se viene a ver, que los aceites sintéticos pueden durar mucho más tiempo trabajando y manteniendo su viscosidad dentro de los rangos propios de su grado que los aceites minerales.

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AUTO-EXAMEN

Responda a las siguentes preguntas y confronte sus respuestas con el solucionario que se encuentra en el Apéndice I:

1. El lubricante que se debe poner en la caja de diferencial de una volqueta de 10 toneladas puede ser un SAE 85W140 GL2.


2. Se podría utilizar un SAE 85W140 GL5 en una caja reductora industrial.


3. ¿ Qué temperaturas sobre la ambiental se esperaría ver en una caja de engranajes de tornillo-sin-fin ?

a) 25° Cb) 35° Cc) 50° C

4. Los aditivos de Extrema Presión presentes en los aceites de cajas de engranajes automotrices pueden atacar y corroer a los metales blandos como bronce, magnolia y aluminio.


5. Un aceite sintético normalmente conserva mejor su viscosidad frente al cizallamiento que un aceite mineral.


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6. Los aceites sintéticos conservan mejor su viscosidad frente a cizallamiento que los aceites minerales debido a que:

a) Se comportan mejor que los minerales, porque res-ponden mejor a los aditivos EP.

b) Por su mejor vida oxidativac) Porque los aceites sintéticos no tienen azufre, oxíge-

no y nitrógeno.d) Porque sus moléculas son igualese) Ninguna de las anteriores y la aseveración de esta

pregunta es falsa.

7. Los aditivos pasivadores de ataque al metal amarillo, permiten que aun bajo condiciones de alta temperatura, el EP no corroa a los metales blandos.


8. Los aceites sintéticos en cajas reductoras automotrices ahorran combustible en comparación a sus similares minerales porque:

a) Tienen mejores índices de viscosidadb) Son monomolecularesc) Tienen mayor vida oxidativad) Las alternativas a y be) Las alterntivas a, b y cf) Las alternativas b y c

9. Un aceite de caja de engranajes sintéticos permitirá temperaturas más altas de trabajo que un aceite mineral del mismo grado de viscosidad.


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CAPITULO VI FLUÍDOS DE TRANSMISIÓN

HISTORIA DE LOS FLUÍDOS ATF

ATF significa, Automatic Transmission Fluids - Fluídos para transmisiones automáticas.

Los primeros vehículos realmente eran muy difíciles de manejar tanto por los primitivos sistemas de transmisión de velocidades como por el efecto de la mala condición de las carreteras y caminos.

A medida que se popularizaba el vehículo se hacía deseable no tener que hacer los cambios manuales de las velocidades, ni que el aprendizaje fuera tan largo para manejar un auto, a fin de que el conductor no tuviera que preocuparse de ese aspecto. Los cambios de velocidad automáticos se hicieron imperativos.

De hecho, de ahí surgió el modelo 180 de la Oldsmobile en 1940. Sin embargo, en este modelo Hydramatic de transmisión automática, los fluídos con los que se debió trabajar fueron totalmente minerales. El aceite que se utilizó en estas transmisiones debía cumplir especificaciones propias de un aceite de engranajes, que a su vez sirva para la transferencia de torque, como fluído hidráulico, como fluído para efectuar transferencia térmica, resistente a la oxidación, compatible con empaques y sellos, resistente al óxido y a la corrosión y que no creara espuma.

Estos problemas afectaron directamente la popularidad de los cambios automáticos hasta que en 1949 General Motors y Ford aprueban el fluído tipo A. Esta unión de especificaciones duró poco y en 1956 General Motors crea el tipo A con sufijo A y poco después los estándares Dexron II y Dex- ron IIE, el último en 1990. Ford a su vez crea las especificaciones Mercom.

En todas estas especificaciones, el color de los fluídos es rojo con el propósito de poder ubicar de mejor manera las fugas que pueda haber de aceite.

Por su parte los japoneses y los europeos estaban preocupados por los altos índices de cizallamiento y por lograr fluídos con una menor fricción interna,

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por lo que las especificaciones de ellos no siguen prácticamente en nada a las de los fabricantes de automotores norteamericanos.

REQUISITOS DE LOS ATF:

Cada año se están produciendo vehículos que trabajan con temperaturas más altas y con cargas más pesadas que deben ser soportadas por transmisiones cada vez más pequeñas.

Los ATF en los países fríos, deben tener características de trabajo bajo temperaturas muy frías, excelente resistencia a la oxidación, paquete de aditivos antidesgaste y detergente, así como un alto índice de viscosidad.

Cada vez se requieren cajas con más cambios; en este momento la mayoría de las cajas vienen con cuatro y cinco cambios y no sería extraño que en pocos años más las cajas tengan seis y siete cambios. Así mismo estas cajas de transmisión son más pequeñas y se requiere estabilizarlas a bajas revoluciones con el propósito de observar las regulaciones de economía de combustible que existen en los Estados Unidos.

Esta operación a bajas revoluciones requiere de fluídos más estables, ya que al trabajar en bajas revoluciones los niveles de fricción que se van a observar son mayores.

ATF SINTÉTICOS:

Un aceite para transmisiones automáticas con sello de aprobación, Dexron o Mercom, contiene entre un 10% y un 15% de aditivos, cuya mitad o tercera parte son aditivos mejoradores del índice de viscosidad.

El resto del paquete de aditivos está conformado por dispersantes de productos y sub-productos carbonáceos, antioxidantes y modificadores para ajustar la fricción de los embragues.

Cuando se trata de ATF sintéticos, pueden éstos contener o no contener mejoradores de índice de viscosidad. El resto de los aditivos, más o menos sigue el patrón de los aceites minerales, aunque depende, para el ajuste de modificadores de fricción y de aditivos engrosantes de los sellos, si el lubricante sintético es más o menos polar que el mineral.

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Los sintéticos más utilizados en fluídos ATF son los polialfaolefínicos PAO, cuya neutralidad o exceso de neutralidad frente a los empaques se corrige básicamente con aditivos engrosantes (SWELLING ADDITIVES) en proporciones del 3% al 5% o haciendo una óptima mezcla con ésteres. Los ésteres trabajando exclusivamente por su lado como sintéticos en fluídos ATF, ya sean adipatos, azelatos, cebaceatos, dimeratos, o talatos, tienen ciertos problemas con los índices de viscosidad que no son tan altos como los que se pueden obtener con los polialfaolefínicos.

VENTAJAS DE LOS ATF SINTÉTICOS VS. MINERALES:

Cuando se debe trabajar en climas fríos las viscometrías de los aceites sintéticos, especialmente hablando de los PAO a menos 40°C Brookfield son de alrededor de 10.000 CP, cuando con minerales estaríamos hablando de valores superiores al doble.

En altas temperaturas, los sintéticos conservan mejor su viscosidad por tener altos índices de viscosidad naturales y no depender de los mejoradores de índice de viscosidad, que rápidamente y debido a las velocidades con las que se trabaja en las transferencias de las transmisiones automáticas se van a cizallar en corto tiempo. Este cizallamiento se debe a que los mejoradores de índice de viscosidad sean ellos polibutenos, polimetacrilatos o los polímeros de éster estirenomaleico tienen pesos moleculares entre 30.000 y 60.000 que tienden a una estabilidad mucho más reducida que las de los aceites PAO que son monomoleculares y con moléculas más pequeñas.

Antes de la prueba Después de la prueba

ATF KV100 HTHS KV100 HTHSSintético A, sin mejorador VI 7.19 2.39 7.16 2.39Sintético B, sin mejorador VI 5.68 1.90 5.69 1.93Sintético C, con mejorador VI 7.55 2.12 5.83 1.97Aceite Mineral D, con mejorador VI 7.19 2.11 5.67 1.97Aceite Mineral E, con mejorador VI 7.32 2.10 5.50 1.90

En esta tabla se ve claramente que los ATF que no tienen mejoradores de índice de viscosidad tienen una mejor estabilidad frente a las pruebas de inyectores. También se puede observar que los ATF sintéticos son mucho más estables en su viscosidad cuando no se les incorporan mejoradores de índice de viscosidad.

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La estabilidad oxidativa se da a base del cambio que hay en el número total de ácidos (TAN = Total Acid Number) ya que éste aumenta a medida que se van conformando nuevos ácidos carboxílicos. La estabilidad oxidativa se mide por el TAN (Número de Acido Total) es decir, la cantidad de g/litro de KOH equivalente necesario para neutralizar la acidez del aceite.

La prueba Turbo Hydramatic Oxidation Test o THOT, consiste en utilizar una transmisión modelo 4L60 a la que se la maneja en tercera velocidad a 1755 RPM, movida por un motor eléctrico y sin ninguna carga. Normalmente se produce un exceso de calor en el convertidor de Torque y a base de refrigeración con agua se mantiene una temperatura constante de 163° más o menos 1°C. Se burbujea aire en el fluído a razón de 90 ml por minuto durante 300 horas. Las presiones y temperaturas son mantenidas dentro de límites constantes y muestras del fluído se toman a diferentes intervalos. La condición de ciertas partes se califica al final de la prueba.

Bajo esta prueba podemos mostrar la siguiente comparación entre ATF sintéticos y ATF basados en aceite mineral.

Sintético

Mineral A a c

(referencia ), Mineral B,Parámetro Requerido 300 h 300 h 300 h 600 h

Insolubles de pentano Sin límite 0.57 0.00 0.05 0.00 TAN 4.5 Máximo 4.20 1.78 0.73 2.55 IR 0.55 Máximo 0.50 0.41 0.14 0.38Viscosidad,100°C(cSt) Fresco -------- 7.05 7.22 7.18 Usado -------- 6.80 7.78 7.34 7.93-40° Brookfield Fresco 35,000 30,000 11,000viscosidad (cP) Usado >270,000 45,500 13,800 14,240

a Corrida en transmisión Modelo 4L60 b Promedio de 21 pruebas.c Mismos aditivos que en el ATF sintético

Podemos ver que hay un aumento de viscosidad sobre todo a bajas temperaturas.

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Ambos aceites minerales A y B, están con mejoradores de índice de viscosidad.

Se puede observar que los aumentos de viscosidad a 100°C en el caso de los sintéticos son mucho menores que los que se observan en el caso de los aceites minerales.

8.5

8.0

7.5

7.0

6.5

6.0

5.5 0 100 200 300 400 500 600

TIEMPO EN HORAS

S

En esta gráfica se ve muestra a las claras que el aceite mineral logra su mínimo de viscosidad más o menos a las 60 horas de trabajo, habiendo una pérdida del 11%. Esto es seguido de un aumento de la viscosidad que va hasta el 37% por encima de sus valores normales a las trescientas horas de trabajo. En contraste, el fluído sintético durante las primeras 200 horas apenas tiene variación; poco a poco incrementa un 2.2% a las 300 horas y en un 10% a las 600 horas.

Cuando al aceite sintético se le añaden mejoradores del índice de viscosidad, las pérdidas de viscosidad son muy similares a las de los aceites minerales con mejoradores de índice de viscosidad. Esto apunta claramente al tantas veces referido tema del cizallamiento del mejorador de índice de viscosidad.

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MINERAL SINTÉTICO


TRANSMISIONES DE TRACTORES Y DE CAMIONES:

Normalmente en estos casos los fabricantes recomiendan la utilización del SAE 50 o de SAE 90 sin aditivos de extrema presión. No es tan recomendable utilizar aceites minerales 15W40 por el tema del cizallamiento de los mejoradores de índice de viscosidad.

Son muy recomendables los aceites para transmisiones en base de fluídos sintéticos debido a la operación mucho más estable por su bajo cizallamiento.

En el cálculo de ventajas entre un aceite sintético vs. uno mineral se deben tomar en cuenta los tiempos de mano de obra por mayor frecuencia de drenaje y cambio, los tiempos de parada de los vehículos, el costo del tiempo del conductor más los costos operativos de la oficina que maneja la cooperativa de transportes y el costo del producto.

En los vehículos pesados que comportan varios ejes, usualmente los fabricantes recomiendan poner en la transmisión y el diferencial el mismo aceite del motor, porque están interconectados. En estos casos los fabricantes normalmente no necesitan que el aceite cuente con aditivos de extrema presión. Sin embargo, lo más importante es seguir las recomendaciones del fabricante.

Hay algunos fabricantes que recomiendan fluídos multipropósito que sirven tanto para la parte hidráulica, engranajes y su respectiva transmisión. Su viscosidad normalmente está en los rangos de SAE 10W20 o de SAE 20W30.

Otro punto de consideración es el tamaño de los enfriadores para el aceite ATF, que si es muy pequeño va a recalentarse y si es demasiado grande, no va a tener la temperatura requerida para la operación del aceite, tendiendo a forzar la bomba que va a tener que transportar viscosidades mucho más altas.

Cuando el color rojo típico del aceite de transmisión automática o de transmisiones normales cambia de rojo a marrón o a café rojizo quiere decir que se ha oxidado el lubricante y que debe ser cambiado inmediatamente.

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También se ven aplicaciones de fluído ATF en los vehículos para transportarse sobre la nieve, en las transmisiones de implementos agrícolas, helicópteros, tanques y vehículos militares y aplicaciones marinas.

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AUTO-EXAMEN

Responda las siguientes preguntas y confronte sus respuestas con el solucionario que se encuentra en el Apéndice I:

1. Dexron es el nombre de una marca cuyo dueño es:

a) General Motorsb) Ford Motor Co.c) Chrysler

2. Los aceites para transmisiones automáticas tienen mal comportamiento a bajas temperaturas


3. El color rojo de los fluídos para transmisiones automáticas es para identificar fácilmente las fugas


4. Los fluídos para transmisiones automáticas en base de aceites minerales se cizallan más rápidamente que los fabricados con bases sintéticas.


5. A medida que un aceite se oxida aumenta el contenido de ácidos y por lo tanto

a) El TAN bajab) El TAN subec) Ninguna de las respuestas anteriores

6. En la prueba THOT, los aceites usados con bases minerales tienen

a) Más alta viscosidad a bajas temperaturas que los sintéticos

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b) Menor viscosidad a bajas temperaturas que los sintéticos

c) Ninguna de las respuestas anteriores

7. Cuando se añaden aditivos mejoradores del índice de viscosidad a aceites ATF sintéticos no hay pérdida de viscosidad por cizallamiento.


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CAPITULO VII ACEITES HIDRÁULICOS

LOS PRINCIPIOS HIDRÁULICOS

Las prensas hidráulicas basadas en el principio de Pascal han funcionado desde el comienzo de la era industrial. Claro que al comienzo no existía la provisión de aceites minerales y el fluído hidráulico más importante era el agua.

El principio de Pascal establece que toda fuerza ejercida sobre un fluído se transmite íntegra y por igual en todas las direcciones. Esto implica, que cuando el fluído está moviendo un pistón de gran superficie, la fuerza ejercida por él se transmite multiplicada por el área.

Los sistemas hidráulicos de hoy en día ofrecen simples soluciones para transmitir y aplicar grandes esfuerzos y mientras tanto, tener altos niveles de flexibilidad y control. Un sistema hidráulico se compone de los siguientes elementos:

a) Una bomba que genera presión, mediante la conversión de energía mecánica en energía hidráulica.

b) Todo un conjunto de tuberías que sirven para conducir un fluído bajo presión.

c) Un actuador o motor fluído, o prensa que es el encargado de convertir la energía hidráulica en energía mecánica.

d) Circuito de control con válvulas que sirven para regular el flujo, la presión, la dirección de movimientos y la magnitud de las fuerzas a aplicarse.

e) Un reservorio del fluído con sistemas de separación de agua, filtros para separar las impurezas y en muchos casos, hasta la presencia de intercambiadores de calor con el propósito de mantener la temperatura en niveles constantes y no afectar la viscosidad del fluído.

Obviamente que el corazón de todo el sistema es la bomba hidráulica, cuya eficiencia determina la del sistema.

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La eficiencia de la bomba depende en gran medida del control de desgaste que se experimenta al momento de ejercer presión sobre el fluído y éste sobre la línea, valvulería y actuadores.

TIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS:

Los bombas hidráulicas más comunes son: de engranajes, de rodete con paletas y las de pistón. Cada una tiene sus respectivas ventajas e inconvenientes respecto a las otras.

Estas bombas sufren desgaste que causa a su vez una filtración interna de las áreas de alta presión de la bomba a las zonas de menor presión. Asimismo, las fugas internas reducen la potencia efectiva de la bomba y aumentan la temperatura. Cuando se producen depósitos, barnices y lodos contaminantes, éstos a su vez tienden a disminuir la vida de los filtros.

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CARACTERÍSTICA DE LOS ACEITES HIDRÁULICOS:

A más de la circunstancia que manifestábamos en el párrafo anterior sobre la formación de depósitos, barnices y lodos que normalmente son atribuibles a la calidad del aceite, éstos deben tener la característica de transmitir la potencia, lo cual implica que deben ser incompresibles y fluir fácilmente a todas las temperaturas.

Como resumen de las funciones y propiedades de los fluídos hidráulicos, acompañamos el siguiente cuadro sinóptico.

FUNCION PROPIEDAD

Transferencia de potencia Baja compresibilidad Rápida evacuación de la espuma Baja tendencia a hacer espuma Baja volatilidad

Buena transferencia de calor Buena capacidad de conductividad térmica Medio sellante Adecuada viscosidad y estabilidad

mecánica frente al cizallamiento

Lubricante Buen índice de viscosidad para mantener la películaCapacidad de fluir a bajas temperaturasEstabilidad térmicaEstabilidad frente a la oxidaciónTolerancia al agua y estabilidad hidrolíticaLimpieza (no formación de lodos y barnices)Fácil limpieza del sistemaFiltrabilidadDemulsibilidadCaracterísticas antidesgasteCompatibilidad con los materialesControl de la corrosión

Funciones especiales Resistencia al fuego

Modificadores de fricción Resistencia a la radiación

Impacto ambiental Baja toxicidad tanto nuevos como ya utilizados

Vida de operación Que sus propiedades como aceite nuevo tengan una gran duración

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El comportamiento de los fluídos hidráulicos debe ser tal que evite la cavitación, especialmente porque después de determinado uso pueden volverse muy viscosos o porque a bajas temperaturas ocurra lo mismo. Deben mantener su viscosidad dentro del grado a altas temperaturas. Ambos aspectos inciden definitivamente en la vida de la bomba porque evitan los desgastes prematuros.

Los grados de viscosidad más utilizados son los ISO VG 32, 46 y 68. Los aditivos más comunes son los que pertenecen a la familia de compuestos Ditiodialquil fosfato de zinc.

Los aditivos detergentes no se suelen usar porque algunos tipos de estos aditivos en caso de mezclarse con el agua formarían emulsiones que nopermitirían una buena transferencia de la presión. Aunque sobre este tema, la química de aditivos ha avanzado sobremanera.

La resistencia al fuego es una característica que no es propia de los aceites minerales y sólo se cumple con ciertas familias de bases sintéticas. Esta resistencia al fuego en muchos casos es completamente imprescindible, dado que una manguera hidráulica que se rompe, puede provocar un chorro de 12 metros de longitud que sería altamente combustible si se tratara de un aceite mineral.

Ciertas industrias, los buques de guerra y de la marina mercante, los aviones y el equipo militar han experimentado problemas similares de roturas de mangueras. Inclusive en el caso de turbinas, se han presentado fugas de aceite que provocan una neblina que al caer sobre las tuberías de vapor que están a 140° C y más grados de temperatura, originaron incendios.

Los fluídos hidráulicos sintéticos resistentes al fuego suelen ser fluorocarbonos, agua + glicol, éster fosfatos, éteres polifenílicos y siliconas.

La durabilidad del aceite hidráulico viene dada también por la combinación de varias características: baja volatilidad, poca creación de depósitos, adecuada selección de aditivos antioxidantes, aditivos anti-desgaste y los inhibidores de corrosión, entre los más importantes.

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ACEITES MINERALES VS. SINTÉTICOS

En general, los aceites minerales tienen comportamientos muy confiables como aceites hidráulicos. Los aceites sintéticos más utilizados son los polialfaolefínicos en las aplicaciones tradicionales. Normalmente el aceite sintético durará entre 3 y 5 veces más que el aceite mineral por no existir niveles apreciables de oxidación, no emulsionarse con el agua y la no creación de lodos y barnices, producto de la oxidación y la emulsión.

De otra parte, el aceite hidráulico sintético puede costar en 3 y 5 veces más que el mineral.

Normalmente el aceite sintético por su mejor lubricidad logra ahorros del 2% en consumo energético o eléctrico en la bomba de presión y ésta normalmente dura sin daños apreciables por mucho más tiempo.

En las prensas de la industria cerámica se han observado hasta 5°C de descenso cuando se utilizan aceites semi-sintéticos vs. los lubricantes minerales.

En el caso de máquinas que utilizan aceites hidráulicos y que deben recargar la presión antes de comenzar un nuevo ciclo se han obtenido ganancias en la producción de hasta un 10% debido a que el aceite sintético no se cizalla y conserva mejor viscosidad, por lo que el tiempo de reposición de la presión en la línea de aceite es más corto.

Los filtros duran de 3 a 5 veces más, debido a que el aceite sintético no crea lodos ni barnices.

APLICACIONES DE LOS LUBRICANTES HIDRÁULICOS

MINERÍA: Estas aplicaciones se caracterizan por operar los equipos en espacios reducidos, ambientes fríos o muy cálidos, con presencia de agua y grandes cantidades de polvo. Los reservorios de aceite son pequeños y se experimentan altas temperaturas en los mismos. El mayor problema en estos casos es el fuego que puede implicar muchas muertes. Las mezclas de agua + glicol y ésteres fosfato son utilizadas en forma extensiva y mayoritaria en este tipo de aplicaciones. Cuando no hay peligro de incendio se utilizan aceites polialfaolefínicos que son superiores a los minerales ya que duran más tiempo y no conllevan los cambios periódicos de corto plazo en lugares

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donde hay que trabajar con menores cantidades de aceite. Asímismo, los polialfaolefínicos son superiores a los minerales, ya que bajo severas condiciones de trabajo requieren menos paradas para dar servicio.

En algunas operaciones mineras se utiliza el mismo aceite de motor SAE 20W o un SAE 20 como aceite hidráulico con el propósito de minimizar stocks y evitar las equivocaciones entre los aceites.

AUTOMOTRIZ: Fundamentalmente la mayoría de los vehículos solo tienen un fluído hidráulico para los frenos y éste es siempre un aceite sintético. El departamento del Transporte de los Estados Unidos (Department of Transport DOT ) ha especificado tres clases de componentes y requisitos que son aceptados en el mundo entero y cuyos nombres son:

DOT-3, DOT-4 y DOT-5

DOT-3 está compuesto por poliéter entre en un 10 y 20% y eterglicol entre un 80 y 90%.

DOT-4, está conformado por éter esterbórico de poliéter entre un 30 y 40% y por eterglicol entre un 60 y 70%.

DOT-5, está conformado por aceite de silicona entre un 80 y 90% y por esterfosfato entre un 10 y 20%.

El DOT-4 es el de uso más generalizado, aunque en Estados Unidos los vehículos militares y los de correos usan el DOT-5 y esperan obtener grandes ahorros por su uso.

AVIACIÓN:

Los sistemas hidráulicos de la mayoría de los aviones tanto civiles como militares están basados en aceites polialfaolefínicos.

La razón de esto es porque soportan muy bien las bajas y altas temperaturas sin afectar su viscosidad y al mismo tiempo manifiestan muy poco grado de compresibilidad.

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DETECCIÓN DE CORROSIÓN Y FALLAS

Los problemas más comunes que se encuentran en los sistemas hidraúlicos, son los siguientes:

1. Corta vida de la bomba2. Tiempos de respuesta bajos3. Corta vida del aceite4. Formación de espuma en el carter5. Corta vida de los filtros6. Sobrecalentamiento del aceite

Hay factores que inciden en la buena operación de un sistema hidraúlico y que al ser evaluados permitirán determinar la causa fuerte del problema:

a) No se está usando la viscosidad recomendableb) El nivel de aceite recomendado no es el correctoc) No se ha realizado el mantenimiento adecuadod) La filtración no opera normalmentee) El tamaño del tanque del carter de aceite no es del tamaño apropiadof) Existe contaminacióng) La válvula de alivio no está bien calibrada

No pase por alto el hecho que varias causas pueden confluir en una mala operación.

Si va a tomar muestras del aceite y éste ha estado en reposo varios días, debe prender la máquina hasta obtener movimiento del fluido en el carter (para que la contaminación salga del fondo) y obtenga la muestra a temperatura de trabajo normal.

Luego deje que la muestra se decante en un tubo de ensayo; observe la contaminación y si hay presencia de agua o refrigerante.

Estos contaminantes bajarán drásticamente la vida de su bomba.

Si existe gran cantidad de suciedad, las causas pueden ser las siguientes:

1. El reservorio no ha sido limpiado por largo tiempo2. El filtro está fallando

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3. El tapón del reservorio no es hermético y permite la entrada de partículas extrañas.

Si existe agua en el reservorio, todo el aceite debe ser cambiado. Las causas para que exista agua pueden ser las siguientes:

1. Horadación del intercambiador de calor para enfriar el aceite2. Investigar cómo se hizo la última limpieza del reservorio de aceite3. Averiguar si los tanques de aceite han estado al exterior y cómo se los ha

almacenado. Es posible que haya entrado agua por las tapas que no son herméticas en condiciones de agua que origina óxido y de sol que expande las tapas.

Cuando los problemas comienzan con una máquina, averigüe si las otras máquinas tienen el mismo tipo de problema.

Respecto al tamaño de los reservorios, una regla de oro consiste en que si la bomba hidraúlica succiona 20 galones por minuto, el tamaño mínimo del reservorio debe ser de 60 galones.

Cuando la respuesta de la máquina es lenta suele ser porque existe aire en el sistema o porque el nivel del reservorio está demasiado bajo, o porque el aceite usado tiene demasiada viscosidad, o porque la temperatura es muy baja.

Problemas de sobrecalentamiento del aceite se presentan cuando el intercambiador de calor es sobredimensionado o no hay suficiente corriente de aire frío.

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AUTO-EXAMEN


1.- La temperatura máxima de operación de una bomba hidraúlica es de 70°C:


2.- Los fluídos hidráulicos más utilizados en minería y construcción son:

a) Aceite hidráulico con aditivos anti-desgasteb) Aceite de motor

3.- El siguiente tipo de aditivos realiza un gran desempeño en la protección de las bombas hidráulicas:

a) Compuestos zinc-fosfatosb) Compuestos azufre-fósforoc) Compuestos grasos sintéticos

4.- Cuándo se trabaja con un aceite hidráulico en una bomba a temperatura más alta de las recomendadas para una viscosidad dada, la preocupación principal es:

a) Que el aditivo de zinc puede hacerse corrosivob) El movimiento hidráulico va a incrementarsec) El aceite perderá demasiada viscosidadd) El aceite aumentará su viscosidad por oxidación

5.- Los fluídos hidráulicos para frenos son normalmente sintéticos:


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6.- Los fluídos hidráulicos sintéticos suelen superar a los fluídos hidráulicos minerales en su:

a) Tendencia a formar espumab) Indice de viscosidadc) Demulsibilidadd) En ninguno de los anteriorese) En a, b y c

7.- El tamaño mínimo de un reservorio de una prensa hidraúlica debe ser:

a) Una vez el caudal por minuto de la bombab) Dos veces el caudal por hora de la bombac) Tres veces el caudal por minuto de la bomba

8.- La presencia de agua en el reservorio de un sistema hidraúlico puede deberse a:

a) Fugas a nivel del intercambiadorb) Residuo de agua de la limpieza del reservorioc) Por a y bd) Ninguna de las anteriores

9.- Cuando un sistema hidraúlico tiene un intercambiador de calor sobredimensionado:

a) El sistema puede tener un respuesta pobreb) Puede existir sobrecalentamientoc) Puede haber un aumento de la viscosidad del aceited) Las respuestas son a y ce) Las respuestas son a, b y cf) Ninguna de las anteriores

10.- Una temperatura adecuada en el reservorio de un aceite hidráulico podría ser:

a) De 50°C a 55°Cb) De 55°C a 60°Cc) De 60°C a 65°C

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11.- Si su planta industrial pretende estandarizar bajo un solo grado de viscosidad todos los aceites hidráulicos, el siguiente grado ISO sería una buena elección:

a) ISO 32b) ISO 46c) ISO 68

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CAPÍTULO VIII GRASAS

HISTORIA

De la antigüedad nos han quedado testimonios y evidencias del uso del aceite de oliva para el transporte de grandes piedras.

Los carros de combate de los hititas del Rey Supiluliumas en el siglo XV antes de Cristo, en sus guerras con el entonces faraón Amenofis IV, esposo de la Reina Nefertiti, utilizaban un lubricante muy original.

Los hititas llegaron a descubrir que untando los ejes de las ruedas de los carros de guerra con sebo y cal obtenían un tipo de lubricación mucho más prolongado y con mucha mayor vida para el eje y la rueda que utilizando solamente el sebo.

El sebo con la cal untado en los ejes de los carros es una combinación amorfa. Pero al dar vueltas el carro se empieza a producir calor y con ello la formación de un jabón de calcio que atrapa el exceso de sebo. La magia ocurre cuando este jabón alcanza puntos de goteo más altos que los del sebo y logra contener la mayor parte del lubricante dentro de la combinación eje rueda por más tiempo que el sebo sólo por separado.

Las grasas, tal como las descubrieron los hititas, reducen la fricción y el desgaste, mitigan la producción del ruido y vibración, sellan las piezas contra la contaminación y sirven como reservorios de aceite.

COMPONENTES DE LAS GRASAS:

Los componentes de las grasas fundamentalmente son tres: aceites, aditivos y espesantes.

El aceite le imparte a la grasa su característica de lubricante. La viscosidad del aceite que vaya en la grasa es la que le proporciona a ésta sus propiedades inherentes a la velocidad a la cual podrá trabajar, a la temperatura de operación y a la carga que podrá soportar durante la misma. Cuando las grasas tienen como componente un aceite mineral, se las

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denomina grasas minerales. También se usan aceites sintéticos en las grasas cuando queremos mejorar la estabilidad termo-oxidativa.

La estabilidad termo-oxidativa se busca con el propósito de resistir el ataque del oxígeno, no permitiéndole a éste arrancar hidrógenos a las moléculas del aceite de la grasa, ni buscar zonas de insaturación química donde el óxigeno pueda hacer división de la molécula y generar productos o residuos.

Cuando no hay una buena estabilidad termo-oxidativa el oxígeno empieza conformando peróxidos que son precursores de polimerizaciones cuyo resultado inmediato es la formación de residuos carbonáceos, lodos, incrustaciones y barnices.

Los espesantes definen el grado de consistencia que va adquirir el aceite y por ende, la grasa.

Existen espesantes conocidos desde hace decenas de años como los jabones metálicos. Estos jabones metálicos son similares a los que utilizaban los hititas en sus guerras por conquistar el bajo Nilo. Sin embargo, en los últimos 10 años se están comercializando, muy extensivamente, grasas espesadas con: bentonitas, complejos de aluminio, poliurea, teflón y metales.

Lo ideal en una industria es tener un solo tipo de grasa que cumpla con el mayor número de aplicaciones posibles y algunas otras pocas grasas para casos de excepción.

Los espesantes determinan la idoneidad de la grasa para trabajos a altas temperaturas, bajas temperaturas y resistencia a la contaminación con agua, polvo, ácidos, álcalis y gases.

ACEITES LUBRICANTES DE LAS GRASAS:

En la actualidad todavía el 90% de las aplicaciones están cubiertas con grasas que tienen aceites minerales.

La mayoría de estos aceites minerales trabajan hoy en día todavía con jabones de complejos metálicos especialmente de litio y se usan tanto en

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aplicaciones automotrices como industriales, dependiendo de la viscosidad del aceite y de los aditivos incluídos.

Sin embargo, existen un número de aceites lubricantes sintéticos que se adicionan a las grasas y que cada día están tomando más importancia porque permiten mayores tiempos de relubricación, (normalmente 4 veces más largos) asunto este que va de la mano, con el concepto del mantenimiento predictivo.

Entre los aceites lubricantes sintéticos más comúnmente utilizados en las grasas sintéticas están los siguientes:

DIÉSTERES:

Se los utiliza principalmente para hacer grasas que deben trabajar a bajas temperaturas inclusive hasta menos 73° C bajo cero.

POLIALFAOLEFINAS:

Estos aceites exhiben compatibilidades mejoradas con elastómeros y termo-plásticos presentes en las pinturas acrílicas, sellos y empaques que son vulnerables por los ésteres y diésteres. Se los utiliza en grasas multipropósito, para bajas y altas temperaturas de operación y para trabajar en presencia de agua.

SILICONAS:

Estabilidad termo-oxidativa excelente, químicamente inertes, útiles tanto en bajas como en altas temperaturas y con propiedades viscométricas que no tienen paralelo en función de la temperatura. El índice de viscosidad de una silicona está sobre los 600.

PERFLUOR POLIÉTERES PFPE:

Las grasas sintéticas formuladas a partir de estos fluídos son inertes frente al oxígeno y la mayoría de los agentes químicos. Asímismo, tienen una alta estabilidad termo-oxidativa, no son solubles en solventes, ni en hidrocarburos.

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ESPESANTES DE LAS GRASAS:

La grasa como mencionábamos anteriormente no es más que un aceite espesado.

Se debe tener en cuenta que no se deben mezclar grasas con diferentes espesantes, ya que el resultado es una grasa de menor consistencia.

Los espesantes más utilizados en el momento actual son los siguientes:

JABONES DE COMPLEJOS DE LITIO: Permiten la formación de grasas con aceites de diferentes viscosidades y aditivos apropiados para un sinnúmero de aplicaciones diversas. Se constituyen al momento en el espesante más popular por su precio y versatilidad. Inclusive soportan algo de agua y pueden trabajar tanto con aceites minerales como con aceites sintéticos.

Entre los inconvenientes de estas grasas con jabones complejos de litio está su reducida estabilidad mecánica y que por encima de 120° se solubilizan en el aceite de la grasa y empiezan a gotear perdiendo sus propiedades como lubricante.

BENTONITAS ÓRGANO-MODIFICADAS: La bentonita es una arcilla expansiva muy afín al agua. Su habilidad para trabajar como espesante depende de un pre-tratamiento para que mediante la adición de compuestos órganicos a la superficie de las plaquetas de la bentonita, se transforme el material, de ser hidrófilo, en ser un absorbedor de aceite. Las plaquetas tienen un tamaño de alrededor de un angstrom y una gran área de superficie, lo cual las hace susceptibles de gran adherencia por parte del aceite y se constituyen por lo tanto en un espesante .

Sirven como espesantes tanto de aceite minerales como de aceites polialfaolefínicos como de poliglicoles.

Con solamente un 7% de bentonita activada con carbonato de etileno, se puede lograr homogenización, resultando un proceso de espesamiento o de gelación (formación de gelatina).

Estas grasas no se funden al aplicarlas a altas temperaturas porque el espesante no se disuelve en el aceite, pero su habilidad termo-oxidativa

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depende totalmente de la característica que tenga en ese sentido el aceite base de la grasa.

COMPLEJO DE ALUMINIO: Este espesante tiene muy buenas características para trabajos a altas y bajas temperaturas. Su aporte más fuerte, a más de su alta estabilidad mecánica, es que dificílmente se emulsiona con el agua, aun en presencia de álcalis y de ácidos.

De uso creciente en las industrias con alta contaminación, puede ir mezclada con otros aditivos sólidos como pueden ser el teflón, grafito, y disulfuro de molibdeno entre otros. Sin embargo, tienen una baja compatibilidad con otros espesantes, por lo que cuando se utilice una grasa con complejo de aluminio, deberán eliminarse los residuos de otras grasas que contengan espesantes diferentes.

POLITETRAFLUOR ETILENO = TEFLÓN (PTFE): La habilidad del teflón para espesar los aceites se debe a su baja tensión superficial que le convierte en una suerte de adhesivo para el aceite lubricante de las grasas, con una gran área de superficie, dado el micronaje al que se puede llevar este componente en la micromolienda y su capacidad de dispersión en fluídos orgánicos. Se pueden preparar granulometrías muy finas que con menos de 20% de teflón nos den una grasa NLGI 2.

Su capacidad de alta temperatura se ve un tanto limitada por la cantidad de aceite que le puede acompañar. Cuando se utiliza el teflón con granulometrías más gruesas, para llegar a espesar al aceite se necesitará hasta un 40% del politetrafluor etileno, lo que en altas temperaturas se convierte en un inconveniente, dado que quien se evapora es el aceite de esta grasa espesada con el teflón, quedando éste último en poco tiempo solo y conformando una masa intratable.

Con granulometrías más gruesas como hablamos anteriormente, y que son más baratas, disminuye su capacidad de trabajos a altas temperaturas por haber menos aceite disponible para la evaporación.

Sin embargo, en combinaciones con aceites del Perflúor-alquil-poliéteres PFPE forma una grasa resistente a oxígeno, ácidos fuertes, álcalis fuertes y solventes de petróleo que resultan inigualables, así como por su capacidad termo-oxidativa.

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POLIUREA: Este espesante se le utiliza tanto con aceites lubricantes minerales como sintéticos y da grasas con puntos de goteo de 250°C. Excelente resistencia al agua, baja separación del aceite lubricante y una de las mayores estabilidades mecánicas. Aplicable a cualquier tipo de rodamientos, pero especialmente para cilíndricos, cónicos y esféricos que necesitan una mayor estabilidad mecánica de parte de la grasa. Igualmente, tienen una buena compatibilidad con todos los espesantes conocidos.

¿ CÓMO ELEGIR UNA GRASA ?

El presente método sigue la rutina expresada en un software escrito por el mismo autor de este libro denominado PREDILUB:

1.- Se determina el tipo de aplicación: Alimentos, temperatura, contaminación con agua, polvo, ácidos, y con ellos se llega a designar el tipo de espesante que debe constituir la grasa. Normalmente para aplicaciones de temperatura, lo ideal es trabajar con espesante de bentonita y para actuaciones de polvo y agua, con espesante de complejo de aluminio.

2.- Se encuentra la viscosidad mínima relativa de la operación. Esta es una función que depende del diámetro promedio del rodamiento y de las revoluciones bajo las que opere el rodamiento.

El diámetro promedio del rodamiento se lo encuentra sumando el diámetro interior + diámetro exterior y diviendo la suma entre 2.

Se busca el diámetro promedio en el eje de los abscisas y de ahí se traza una línea paralela al eje de las ordenadas (que representa mm2 = centistoke)hasta tocar la recta que representa las revoluciones por minuto del rodamiento.

Asímismo, el siguiente ejemplo:

Tenemos, un rodamiento 6210 que gira a 100°RPM:

Diámetro exterior = 80 mmDiámatro interior = 50 mm

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Diámetro promedio = 80 + 50 = 65 mm2

El valor de las RPM = 1000

Se parte en el eje de Dm (abcisas en unidades de Diámetro promedio) con una perpendicular a este eje hasta cortar la diagonal que represente 1000 RPM y desde este punto de corte una perpendicular al eje de ordenadas que represente cSt = mm2

3.- Se busca cuál es la viscosidad del aceite base de la grasa a la temperatura de operación y que no sea un valor inferior al de la viscosidad mínima relativa encontrado anteriormente. En lo posible este valor del aceite de la grasa y la viscosidad debe ser igual al encontrado en el paso 2.

Cuando el componente axial de carga sea mayor puede tomarse el valor recomendado de la tabla y multiplicarlo hasta por 4.

El valor nos da 18 mm2/seg. y la viscosidad de trabajo recomendada será hasta 72 centistokes.

CONSISTENCIA DE LAS GRASAS:

La consistencia de las grasas expresa la tendencia de una grasa a ser desplazada en condiciones de presión.

La forma de medirla es mediante el uso de un instrumento de medición, denominado, Cono de Penetración, tal como se ve en la figura anterior.

Para medir la consistencia de la grasa se utiliza la prueba ASTM D-217 llamada también Cono de Penetración.

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Este equipo da resultados en décimas de milímetro de penetración, que mientras más alto es el número indica que la grasa es más suave, y mientras más bajo es más dura la grasa.

El deformímetro mide cuántas décimas de milímetro bajó el vástago que está conectado al cono de penetración, después de quitar el seguro por 5 segundos estando la grasa a 25 grados Celsius.

A continuación una tabla que correlaciona las décimas de milímetro de penetración con los grados NLGI (National Lubrication Grease Institute).

Penetración trabajada es la consistencia que le resta a una grasa después de haberla trabajado en el equipo adjunto denominado en inglés “Grease Worker” de acuerdo a la misma norma ASTM D-217 D.

Después de someter a la grasa a 60, 10.000 o 100.000 ciclos en el “Grease Worker” y medida su consistencia en el Cono de Penetración, se puede comprobar cual es la estabilidad de la misma frente al cizallamiento. En otras palabras, este artilugio sirve para simular la pérdida de consistencia que sufrirá una grasa que esté trabajando.

El lavado con agua que sufre una grasa se lo puede medir con la prueba ASTM-D-1264 que se detalla a continuación.CUADROSe pone a funcionar la chumacera abierta de la figura con salpicado de agua a 100°F o 75°F por una hora. Al final de la prueba, el rodamiento con la grasa restante se secan en una estufa y se determina el porcentaje de pérdida de grasa. Se considera excelente una grasa si la pérdida fue menor al 2%.CUADRO

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Grados de ConsistenciaDe las Grasas Lubricantes

Grado NLGI Penetración Trabajada Rango mm/10

_________________________________________________________

000 …………………………………………………………….. 445-475 00 …………………………………………………………….. 400-430 0 …………………………………………………………….. 355-385 1…………………………………………………………….. 310-340 2…………………………………………………………….. 265-295 3…………………………………………………………….. 220-250 4…………………………………………………………….. 175-205

5…………………………………………………………….. 130-160 6…………………………………………………………….. 85-115

La siguiente clasificación es para grasas fluidas y semifluidas

Grado F Número de consistencia SYL__________________________________________________________

F……………………………………………………………. 1245-13752F……………………………………………………………. 1075-11453F……………………………………………………………. 935- 9854F……………………………………………………………. 825- 8655F……………………………………………………………. 725- 7656F……………………………………………………………. 635- 6557F……………………………………………………………. 555- 5858F……………………………………………………………. 480- 510

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CAMBIO A UNA NUEVA GRASA:

Normalmente en una planta es deseable tener un solo tipo de grasa, tal como mencionábamos en un párrafo anterior.

Con la disponibilidad que existe al momento de grasas con espesantes especiales y con lubricantes sintéticos, en muchas industrias se ha tomado el camino de adoptar las nuevas tecnologías. Sin embargo, muchas de estas adopciones se han visto frustradas porque al utilizar nuevos espesantes (bentonita, complejo de aluminio, especialmente) se los ha mezclado indiscriminadamente con los anteriores, produciéndose pérdida de las grasas por salpique.

Al momento de cambiar de espesante en una grasa se debe seguir alguna de estas recomendaciones:

1.- Cambiar la grasa anterior totalmente, limpiando con solventes que no dejen residuos, tales como freón 22, alcohol o aceite SAE 10, el remanente de grasa vieja y luego colocar la grasa nueva en la cantidad recomendada.

2.- Desplazar la grasa anterior con grasa semifluida: Una forma de realizar esto, es utilizar una grasa semifluída grado NLG1, 0, 00 o 000para desplazar la grasa vieja para luego colocar la grasa nueva.

3.- Desplazar la grasa vieja por la nueva: Pero observando una lubricación más seguida hasta que se haya desplazado toda la grasa anterior.

CANTIDAD DE GRASA A PONER Y REPONER:

Es extraño, pero en la mayoría de las plantas industriales que conocemos en Ecuador, la práctica cotidiana en el engrase es poner lo “suficiente” hasta que rebose la grasa.

Si bien esta solución puede ser satisfactoria en rodamientos de rodillos cónicos, cilíndricos y esféricos, no es tan recomendable en rodamientos de bolas, ya que éstos no requieren tanta lubricación y el exceso de lubricante se convierte en un estorbo para el movimiento de los cuerpos rodantes, elevándose la temperatura y provocando mayores gastos energéticos.

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Entre las normas sanas que exponen algunos de los fabricantes de rodamientos están las siguientes:

1.- Llenar la grasa hasta los 2/3 de la capacidad libre de un rodamiento, si las RPM de operación son menores al 50% de la velocidad máxima del rodamiento.

2.- Llenar la grasa hasta 1/3 de la capacidad libre de un rodamiento, si las RPM de operación son mayores al 50% de la velocidad máxima del rodamiento.

La vida de las grasas en un rodamiento es limitada, como limitada es la vida del aceite en un motor de combustión interna.

Es decir, llega un momento en que debemos extraer toda la grasa de los rodamientos y reemplazarla por grasa nueva.

La vida de la grasa depende de las temperaturas de trabajo, de las cargas e impactos que sufre el rodamiento, del tipo de rodamiento, de la presencia de aire, agua y polvo, así como de las vibraciones.

El aceite de la grasa, que es el componente que sufre los embates de la operación, pierde con la oxidación, la contaminación, radiación y el cizallamiento, sus propiedades lubricantes iniciales.

Acompañamos en la hoja de menú de PREDILUB una rutina de cálculo para establecer la vida de las grasas bajo diferentes tipos de condiciones de operación.

Para calcular la cantidad de grasa que se debe poner en el re-engrase de los rodamientos, se pueden seguir las siguientes fórmulas, dependiendo del intervalo de re-engrase.

Cada semana - cantidad en gramos = D x B x 0.002Cada mes - cantidad en gramos = D x B x 0.003Cada año - cantidad en gramos = D x B x 0.004

D = Diámetro exterior del rodamiento B = Ancho del rodamiento

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Para períodos extremadamente cortos se recomienda seguir esta sugerencia:

m = (0.5 a 20). V[kg/hora]

Con el propósito de calcular V, o el espacio libre del rodamiento, se puede seguir la siguiente fórmula.

2 2 -9 3

V = ~ . B.(D - d ). 10 - G (m )4 7.800

donde:

d = Diámetro interior del rodamiento en mmD= Diámetro externo del rodamiento en mmB= Anchura del rodamientoG= Peso en kilogramos del rodamiento

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA

La temperatura influye en la selección de una grasa, por cuanto normalmente las grasas se usan dentro de un rango de temperaturas en el Ecuador, que va desde los 40°C hasta los 100°C.

La literatura relacionada con las especificaciones de las grasas, muestra la viscosidad del aceite base en centistokes (cSt) a 40°C y a 100°C.

Estos datos puede servir para calcular aproximadamente qué porcentaje de su viscosidad pierde el aceite de la grasa por cada incremento de 10°C desde 40°C hasta 100°C y determinar cuál es la viscosidad de trabajo real.

cSt @ 100°CREL X = ---------------------- x 1000

cSt @ 40°C

REL X = Relación de permanencia de viscosidad

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REL XY = ------------------------ , y

1000

LOG YZ = -----------------------

6

Entonces, la correlación de prmanencia de viscosidad por cada 10°C de incremento de temperatura es igual a un factor menor que 1, que nos permite calcular, aproximadamente la viscosidad de servicio, a una temperatura dada del aceite lubricante de la grasa con el que se trabaja .

TABLA:

REL X Correlación de permanencia de viscosidadPor cada 10°C de aumento de temperatura

70 0.6580 0.6690 0.67100 0.68110 0.69120 0.70130 0.71140 0.72150 0.73160 0.74170 0.74171 0.76180 0.76190 0.76200 0.76210 0.77

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220 0.78230 0.78240 0.79250 0.79

El principal significado de esta tabla es que a medida que un aceite sufre un aumento de temperatura, pierde viscosidad. Así tenemos, que un aceite normalmente va a perder entre el 35% y el 21% de su viscosidad por cada 10 grados Celsius que se eleve su temperatura.

De igual manera, los aceites incrementarán su viscosidad en esos porcentajes por cada 10 grados Celsius que se reduzca la temperatura de trabajo de la grasa.

Por ejemplo para conocer la viscosidad del aceite base de una grasa TRI 123 que trabaja a una temperatura de 80°C.

Tomamos de la hoja técnica de TRI 1 2 3 los siguientes datos:

cSt @ 40°C = 193 cSt cSt @ 100°C = 19.9 cSt

Entonces:

19.9REL X = ------------ x 1000

193

REL X = 103

Busquemos el 103 en la columna y esto corresponde a una correlación de permanencia de viscosidad por cada aumento de 10°C del 68%.

Como desde 40°C hasta 80°C hay cuatro veces el incremento de 10°C entonces tendremos que:

Viscosidad @ 80°C = Viscosidad a 40°C x 0.68

Viscosidad @ 80°C = 193 x 0.214

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Viscosidad @ 80°C = 41 cSt

Esta viscosidad de 41 cSt es, con la que trabaja, el aceite de la grasa TRI 123 a 80°C

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AUTO-EXAMEN


1.- Si uno encuentra aceite separado de la grasa en la superficie del lubricante, ello indica que ya no está adecuada para trabajar:


2.- El tipo de espesante utilizado para fabricar una grasa, determina si la grasa es adecuada para trabajar a altas temperaturas:


3.- ¿ Cuál es la temperatura aproximada de punto de goteo para una grasa en base de jabón de litio ?

a) 70°Cb) 160°Cc) 300°C

4.- La viscosidad del aceite en la grasa no es relevante, porque es la grasa la que lubrica:


5.- Si la grasa es de color rojo es porque se han incluído en su formulación aditivos de Extrema presión:


6.- Si el color de la grasa es gris es porque se le ha añadido bisulfuro de molibdeno o grafito:

a) Verdadero

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b) Falso

7.- La viscosidad del aceite base de la grasa le proporciona las cualidades inherentes sobre las velocidades a las que puede trabajar:


8.- Los aceites polialfaolefínicos tienen una menor estabilidad termo-oxidativa que los aceites minerales:


9.- La bentonita es excelente en operaciones de contaminación con agua:


10. Dos grasas con espesantes, la una de jabón de litio y la otra con bentonita, pueden ser mezcladas sin inconvenientes:


11. ¿ Qué lubricante se usa en aplicaciones con oxígeno ?

a) Esteresb) Polialfaolefinac) PFPE

12. En un rodamiento 6205 2Z con diámetro interior de 25mm, 52mm de diámetro exterior, con un ancho de 15 y un peso de 0.132 Kg.

a) ¿Cuál es el volumen interno disponible para grasa?

b) ¿Cuál es la cantidad de grasa a ponerse si se re-engrasa cada semana?

c) Si la velocidad máxima a la que puede trabajar este

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rodamiento es de 14.000 RPM y el rodamiento seencuentra girando a 3.000 RPM, ¿Cuál es la cantidad de grasa que debe tener el rodamiento, asumiendo 0.89 de densidad relativa?

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CAPÍTULO IX LUBRICANTES DE ENGRANAJES

TIPOS DE ENGRANAJES:

En la industria se utilizan varios tipos de engranajes que pueden estar a la vista y son denominados engranajes de tipo abierto, o, encerrados en cajas que son llamados cajas reductoras o multiplicadoras de engranajes.

Entre los tipos de engranajes más comunes tendríamos: los rectos, cónicos, helicoidales, espina de pescado y tornillo corona. Hay también combinaciones de los anteriores como son: los cónicos rectos y los cónicos helicoidales.

CUADRO

El tipo hipoides es muy común en el sector automotriz especialmente en las cajas de diferencial; aunque también se le ubica en muchas herramientas eléctricas y neumáticas.

ENGRANAJES RECTOS:

Sus dientes son perpendiculares al cuerpo del engranaje y paralelos al eje de movimiento. El contacto entre los dientes es limitado, son ruidosos y poco eficientes, aunque a su favor tienen el ser muy económicos en su fabricación.

Muy comunes en las cajas de velocidades y en engranajes de tipo pequeño donde la eficiencia no es mayormente importante.

ENGRANAJES CÓNICOS:

La base es cónica y el ángulo de corte es el que determina el ángulo de los ejes. Normalmente este tipo de engranajes es más eficiente porque conlleva más contacto entre los dientes que en el caso de los engranajes rectos. Sirven normalmente, los engranajes cónicos, para el cambio de sentido y de

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dirección, ya que van a existir ángulos entre los ejes que están conformados por dos engranajes cónicos.

ENGRANAJES HELICOIDALES:

Los dientes de estos engranajes se encuentran en un solo plano como los dientes de los engranajes rectos, pero con la superficie del diente sinuosa y no son paralelos al eje de movimiento sino inclinados, lo cual hace a los engranajes helicoidales mucho más

eficientes porque aumentan la superficie de contacto entre los dientes.

Cabe anotar que cuando hablamos de la eficiencia de engranajes nos estamos refiriendo a la relación siguiente:

Potencia de salida Torque salida x RPM salidaEficiencia = ---------------------- = ----------------------------------

Potencia de entrada Torque entrada x RPM entrada

Los engranajes helicoidales sencillos tienden en general a esfuerzos axiales en un solo sentido en cada uno de los ejes que deben ser soportados por rodamientos de carga axial, siendo principalmente utilizados los rodamientos de rodillos cónicos.

Para eliminar estos esfuerzos axiales se han creado los engranajes helicoidades dobles, llamados también Herring-Bone o de espina de pescado.

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En general, los engranajes helicoidades son más silenciosos, más eficientes y más costosos que los otros engranajes mencionados anteriormente.

CLASIFICACIÓN DE LOS ACEITES DE ENGRANAJES:

Las características fundamentales para el buen desempeño de los aceites de engranajes deben ser aquéllas que permitan un perfecto funcionamiento de la combinación de diferentes engranajes, que transmitan eficientemente la potencia y al mismo tiempo eviten el desgaste de los dientes de estas piezas de maquinaria.

Es por ello que entre las bondades del aceite deben contarse las siguientes:

1.- Protección anti-desgaste (AW anti-wear) y EP (extrema presión) lo cual permitirá que los dientes minimicen su interferencia de contacto metal- metal y por ende, su fricción y desgaste.

2.- Estabilidad térmica y oxidativa con lo cual las moléculas del lubricante no vengan a formar compuestos indeseables que al poco tiempo generen una fricción indebida, dejando inclusive productos carbonáceos o de otra índole sobre los dientes que entran en contacto.

3.- Características antiespumantes con el propósito de evitar la oxidación del aceite y al mismo tiempo evitar la formación de vacíos en la película de lubricación que, a su vez, permitan la interferencia de metal-metal.

4.- Habilidad para demulsificar el agua, que no absorban agua ni generen mezclas indebidas que puedan desvirtuar las propiedades anti-fricción y lubricantes del aceite.

5.- Viscosidad de trabajo apropiada y que optimice el número de lubricantes que deban utilizarse dentro de una área industrial.

6.- Compatibilidad con sellos, de forma tal que, no exista demasiada resequedad ni demasiada afinidad entre el lubricante y los materiales de los sellos y empaques.

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La Asociación Americana de Fabricantes de Engranajes, (AGMA American Gear Manufacturers Association) establece tres tipos de aceites para engranajes:

a) Aceites inhibidores de la herrumbe y el óxido llamados también “Rust and oxidation oils”.

b) Aceites para extrema presión o EP.

c) Aceites compuestos o “Compound”

Estas especificaciones que datan de hace más de 30 años han sido establecidas teniendo en cuenta la existencia exclusiva de aceites minerales.

Hoy por hoy, y aunque todavía la utilización de aceites sintéticos es reducida en la industria, se puede decir que los aceites con bases sintéticas para aplicaciones industriales suelen cumplir simultáneamente con las características de extrema presión y de inhibidores de óxido y corrosión.

Los aceites compuestos o tipo compound son los denominados para cilindros de vapor (Steam cylinders) y que normalmente no tienen presencia de aditivos EP que suelen ser reactivos a temperaturas altas, entendiéndose éstas como 40°C encima de la temperatura ambiente.

Especialmente son utilizados estos aceites en el caso de engranajes tornillo- corona, debido a los altos esfuerzos que se presentan en la interferencia del tornillo con el engranaje de corona.

ACEITES SINTÉTICOS:

Como mencionábamos en el capítulo anterior no se han utilizado mucho los aceites sintéticos, debido en primer lugar a la tradición de los aceites minerales y en segundo lugar a la diferencia de precio con los tradicionales.

Normalmente las industrias se animan a emplear esta nueva tecnología de aceites sintéticos cuando, utilizando la misma maquinaria, deben aumentar la producción sin aumentar la capacidad de los equipos o en el caso de aplicaciones donde los lubricantes minerales no dan el resultado esperado.

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En nuestra experiencia, el precio incide enormemente en la utilización de estos nuevos lubricantes sintéticos y los clientes prefieren comenzar trabajando con parafinas hidrotratadas o con aceites semi-sintéticos y cuando deben cumplir con aplicaciones y requerimientos más exigentes, empiezan a utilizar los aceites sintéticos.

Entre las ventajas que presentan los aceites de engranajes sintéticos están la duración de dos y tres veces más de la máquina comparados con sus similares minerales. Los ahorros de energía obtenidos con los aceites sintéticos en comparación con los minerales, en las mismas aplicaciones, se ubican entre un 4% y un 15% dependiendo de las aplicaciones.

La operación con menor producción de calor y con menores temperaturas se deriva de su acción anti-fricción que permite que los rozamientos sean mitigados.

Su duración entre 3 y cinco veces más larga entre cambios de aceites respecto a los aceites minerales parte fundamentalmente de su estabilidad termo-oxidativa.

Hay reportes de uso de los aceites sintéticos para engranajes donde la extensión de la vida del aceite ha sido superior 20 veces respecto a los minerales.

Otro aspecto interesante de estos aceites sintéticos es la disminución de las horas que conllevan los cambios de aceite, que son procesos que pueden durar desde varios minutos hasta horas y que inciden directamente en los niveles de producción cuando las máquinas no trabajan.

Estas consideraciones nos llevan a que los costos de mantenimiento pueden ser mucho más económicos observándose entre 5% y 10% de ahorro en el costo total.

La formación de depósitos carbonáceos utilizando aceites sintéticos, respecto a los minerales, pueden reducirse hasta en un 65%.

Otro punto que debe tomarse en cuenta es la unificación de lubricantes y el trasiego de órdenes de compra que se deben generar. Debido a que los sintéticos duran más tiempo y permiten optimizar, por sus rangos, el número de lubricantes diferentes a utilizarse en planta, las órdenes administrativas

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para pedidos y la cantidad de aceite que debe mantenerse en bodega son siempre menores.

Se da el caso que en algunas plantas utilizaban aceites de cajas ISO VG 220 e ISO VG 320 de tipo mineral. Con un sintético SAE 85W140, pudimos sustituir ambos aceites minerales evitándose futuros errores de aplicación de los lubricantes minerales.

Simultáneamente, el cizallamiento reducido incide en una mayor vida del lubricante y en un mayor efecto anti-fricción.

La tendencia actual es aumentar la capacidad de las máquinas trabajando con cargas mayores, exigiéndose a los lubricantes una mejor eficiencia e inclusive una vida más larga que puede ser hasta de por vida de la maquinaria (fill for life) y garantías más prolongadas en el uso de los equipos. Los aceites sintéticos son particularmente eficientes en las cajas de tornillo sin fin donde la eficiencia aumenta entre un 2% y un 7%, especialmente donde las relaciones de torque son superiores a 30:1.

GRASAS SEMI-FLUÍDAS:

Muchas cajas de engranajes especialmente de tornillo corona vienen de fábrica con grasas semi-fluídas con consistencias NLGI 0, 00, 000. También ocurre muchas veces en la industria, que se tienen cajas antiguas con falla en la hermeticidad de los sellos, o estar ubicadas en lugares inaccesibles, como en el caso de puentes grúas. En estas circunstancias es conveniente la utilización de grasas semifluídas.

Estas grasas de baja consistencia previenen las fugas y pueden utilizarse en los casos mencionados anteriormente donde la falta de hermeticidad o la inaccesibilidad no nos permiten tiempos más largos de lubricación.

Su única desventaja es el procedimiento del drenaje cuando terminó el período de vida del lubricante que siempre resulta enojoso.

LUBRICANTES PARA ENGRANAJES ABIERTOS:

Este tipo de lubricación, cuando menos, es problemático por estar los engranajes expuestos al aire y a una contaminación que depende del ambiente donde se desarrollen las operaciones industriales.

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Hace algunos años atrás la mayoría de los lubricantes para engranajes abiertos eran basados en fracciones asfálticas que con un diluyente facilitaban su aplicación, ya fuera por aerosol, brocha, espátula o con centralina de lubricación.

Ultimamente las centralinas de lubricación para engranajes abiertos se basan en grasas 0 o NLGI 1 y vienen con gran presencia de lubricantes de tipo sólido.

Las nuevas combinaciones que están en el mercado se realizan con espesantes de complejo de aluminio que, como mencionábamos antes, se les puede añadir bisulfuro de molibdeno, grafito o componentes metálicos de bronce, cobre o zinc.

AGMA (American Gear Manufacturers Association)

A continuación hacemos un resumen de las normas AGMA 250.04 que han sido reconfirmadas en el año de 1988 y que se refieren a la lubricación de cajas reductoras cerradas.

Las normas de los fabricantes de cajas de engranajes cerradas están en vigencia desde la conformación del Comité de Lubricación en el año de 1938 para estudiar los problemas de lubricación de engranajes.

Las normas han empezado con la serie 250.01 y al momento se encuentran en la revisión 250.04.

Sus números de lubricantes coinciden con los rangos establecidos por la American Society of Testing and Materials (ASTM 2422) y el Instituto Británico de Normas (B.S.4231), así como con la Organización Internacional de Normas (ISO 34.48).

Las recomendaciones de AGMA se aplican a los lubricantes para engranajes cerrados helicoidales, rectos y cónicos que deben operar a una velocidad no mayor de 25 metros por segundo. También son aplicables estas normas para las cajas tornillo-sin-fin que son operadas a no más de 10 metros por segundo.

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Las temperaturas ambientales bajo las cuales deben trabajar las cajas deben ser entre -10°C y 50°C.

La temperatura del reservorio de la caja de engranaje cerrada está limitada a 95°C y ello es así, porque AGMA considera que un gran número de lubricantes pierden su estabilidad y propiedades cuando las temperaturas están sobre ese máximo.

También debe tenerse en cuenta cuando existe exposición directa a la luz del sol, alta humedad, polvo o químicos suspendidos en el aire.

Los aceites tipo RO (Rust and Oxidation Inhibited) son normalmente utilizados en cajas de engranajes que trabajan con bastante precisión y a alta velocidad.

Los lubricantes tipo EP normalmente producen una película protectora que sirve para soportar altas presiones, impactos y cargas elevadas.

No es conveniente utilizar lubricantes de extrema presión o lubricantes que contienen modificadores de fricción como grafito o bisulfuro de molibdeno en aquellas cajas reductoras que contienen “cloches” o embragues.

Los aceites compuestos son aquéllos que tienen hasta un 3% de aceites grasos, sean ellos minerales o sintéticos.

AGMA reconoce la utilización de aceites sintéticos de tipo diéster, poliglicol y polialfaolefínicos.

Los números AGMA son los siguientes:

Rango de viscosidad de lubricantes AGMA

Herrumbe y oxidación Rango de Equivalente Extrema presión ViscosidadesViscosidad Grado 15° Aceite de engranjes Sistema AGMA

2AGMA Lubricante No. mm /s AGMA Lubricante No. SUS a 100°F

(cSt) a 40°C

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1 41.4 a 50.6 46 193 a 2352 61.2 a 74.8 68 2 EP 284 a 3473 90 a 110 100 3 EP 417 a 510

4 135 a 165 150 4 EP 620 a 7655 198 a 242 220 5 EP 918 a 11226 288 a 352 320 6 EP 1335 a 1632

7 Comp 414 a 506 460 7 EP 1919 a 23468 Comp 612 a 748 680 8 EP 2837 a 34678A Comp 900 a 1100 1000 8A EP 4171 a 5098

Las normas AGMA establecen que normalmente se debe cambiar el aceite inicial en las primeras 500 horas de operación o durante las primeras cuatro semanas de trabajo.

Establecen una gran importancia de hacer el flushing o lavado de la caja antes de introducir un nuevo lubricante.

El flushing o lavado de la caja debe hacerse con un aceite que sea compatible con el posterior que se va a utilizar; normalmente un aceite de menos viscosidad del que va a utilizarse durante la operación.

Los cambios de aceites después del período inicial deben ser cada 2500 horas o cada 6 meses, en el caso de ser minerales.

Para hacer el flushing debe evitarse la utilización de solventes a menos de que existan depósitos oxidados o lubricante contaminado que no puedan ser removidos con el aceite de lavado. Estos solventes entre los que se encuentran el alcohol etílico, no deben dejar trazas y no deben atacar a los sellos y empaques. No es conveniente usar gasolina ni diesel, puesto que siempre quedan residuos que contaminan posteriormente al lubricante.

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Especificación para R & O Gear OilAceite de engranajes ( Gear Oil)

Propiedad Procedimiento de prueba Criterios de aceptación

Viscosidad ASTM D88

Indice de Viscosidad ASTM D2270 90 minutos.

* Horas para llegar al número de neutralización 2 Grado AGMA Horas mínimas

Estabilidad oxidativa ASTM D943 1,2 1500 3,4 750 5,6 500

Protección contra herrumbre ASMT D665 Sin herrumbre después de 24 horas con agua de mar

sintética

Protección anticorrosión ASTM D130 1 lámina después de 3 horas a 120° C.

Supresión ASTM D892 Debe estar dentro de estos límites:de espuma

Max Volumen de espuma (ml) Después: Temperatura 5 Minutos de 10 Min. Descanso

soplado

Secuencia I 24°C (75°F) 75 10 Secuencia II 93.5°C (200°F) 75 10 Secuencia III 24°C (75°F) 75 10

Demulsibilidad ASTM D2711 *Debe estar dentro de estos límites:

Porcentaje de agua después de 5-horas 0.5%Maximo precipitado después de centrifugar 2.0 mLMin total de agua recogido durante el test 30.0 mL

Limpieza Ninguno Debe estar libre de suciedad y abrasivos

ESPECIFICACIÓN PARA ACEITES DE CAJA DE EXTREMA PRESIÓN

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Propiedad Procedimiento de prueba Criterios de aceptación

Viscosidad ASTM D88

Indice de Viscosidad ASTM D2270 90 mínimo

Estabilidad Oxidativa ASTM D2893 El incremento en la Viscosidad cinemática de la muestra de aceite no debe exceder el 10%

Proteción contra herrumbre ASTM D665 Sin herrumbre después de 24 horas

Protección anticorrosiva ASTM D130 1 laminilla después de 3 horas a 100° C.

Supresión de espuma ASTM D892 Debe estar dentro de estos límites:

Max volumen en espuma (ml) Después: Temperatura 5 Minutos de soplado 10 Minutos descanso

Secuencia I 24°C (75°F) 75

10Secuencia II 93.5°C (200°F) 75 10Secuencia III 24°C (75°F) 75 10

Demulsibilidad ASTM D2711 Debe estar dentro de estos límites:

(Modificación por Grados AGMA90 mL. de agua) 2 EP a 6 EP 7 EP a 8 EP

Porcentaje de agua después de 5 horas 1.0% 1.0%Máximo porcentaje después de centrifugar 2.0% 4.0 mLMin. total de agua recogido durante el test 60.0 mL 50.0 m Lcompleto (empezar con 90 mL de agua)

Limpieza Ninguna Debe estar libre de suciedad y abrasivos

EP Propiedad ASTM D2782 El aceite debe pasar 60 lb. Timken OK load y 11 etapas de FZG a (Timken Test) 90°C.DIN 51-354(FZG Test)

Solubilidad de los aditivos Ninguna Debe ser filtrable a 25 micrones (húmedo o seco) sin pérdida deladitivo EP.

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Recomendaciones de Números de Lubricantes AGMA para cajas cerradas con engranajes helicoidales, Herringbone, cónico recto, cónico espiral y rectos

Tipo de unidad Número de lubricante AGMA

Temperatura Ambiente

Distancia del centro -10°C a +10°C 10°C a 50°C (15°F a 50°F) (50°F a 125°F)

Eje paralelo, (reducción sencilla)Hasta 200 mm (hasta 8 in.) 2 – 3 3 – 4Sobre 200 mm. hasta 500 mm (8 a 20 inc) 2 – 3 4 – 5Sobre 500 mm (sobre 20 in.) 3 – 4 4 – 5

Eje paralelo, (doble reducción)Hasta 200 mm (hasta 8 in.) 2 – 3 3 – 4Sobre 200 mm (sobre 8 in.) 3 – 4 4 – 5

Eje paralelo, (triple reducción)Hasta 200 mm (hasta 8 in.) 2 – 3 3 – 4Sobre 200 mm, hasta 500 mm (8 a 20 in.) 3 – 4 4 – 5Sobre 500 mm (sobre 20 in.) 4 – 5 5 – 6

Unidades de engranajes planetarios (diámetro de carcasa)Hasta 400 mm (a 16 in.) Diam. Exterior 2 – 3 3 – 4Sobre 400 mm (sobre 16 in.) Diam. Exterior 3 – 4 4 – 5

Engranajes espirales y rectosDistancia del cono hasta 300 mm (hasta 12 in.) 2 – 3 4 – 5Distancia del cono sobre 300 mm (sobre 12 in.) 3 – 4 5 – 6

Distancia del cono sobre motorreductores montados 2 – 2 4 – 5

Unidades de alta velocidad 1 2

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Recomendaciones de números de Lubricantes AGMA para cajas reductoras de tornillo sencillo y doble

Engranajes tornillo sin fin Tornillo No. de lubricantes AGMA

Velocidad Temperatura ambiente Hasta RPM

10°C a + 10°C 10°C a 50°C(15° a 50°F) 50° a 125°F)

Tornillo sencillo

Hasta 150 mm (a 6 in.) 700 7 Comp, 7 EP 8 Comp, 7 EPSobre 150 mm. a 300 mm (6 a 12 in.) 450 7 Comp, 7 EP 8 Comp, 8 EPSobre 300 mm. a 450 mm (12 a 18 in.) 300 7 Comp, 7 EP 8 Comp, 8 EPSobre 450 mm. a 600 mm (18 a 24 in.) 250 7 Comp, 7 EP 8 Comp, 8 EPSobre 600 mm (sobre 24 in.) 200 7 Comp, 7 EP 8 Comp, 8 EP

Doble tornillo

Hasta 150 mm (a 6 in.) 700 8 Comp. 8A Comp.Sobre 150 mm. a 300 mm (6 a 12 in.) 450 8 Comp. 8A Comp.Sobre 300 mm. a 450 mm (12 a 18 in.) 300 8 Comp. 8A Comp.Sobre 450 mm. a 600 mm (18 a 24 in.) 250 8 Comp. 8A Comp.Sobre 500 mm. (sobre 24 in.) 200 8 Comp. 8A Comp.

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AUTO-EXAMEN


1.- Los aceites compuestos normalmente contienen aditivos de extrema presión:


2.- SAE (Sociedad de Ingenieros Automotrices) ha normado los rangos de viscosidad para casi todos los aceites de cajas industriales:


3.- ¿ Qué tipo de aceite tiene una vida de oxidación más larga ?

a) Aceites contra la herrumbe y corrosión (RO)b) Aceites sintéticosc) Aceites de Caja tipo EP

4.- ¿ Qué tipo de aditivos usted escogería para proteger los dientes de los engranajes contra impactos de cargas ?

a) Aditivos contra herrumbe y corrosiónb) Aditivos de ácidos grasosc) Aditivos de exprema presión

5.- Nunca debe utilizarse grasa en cajas de engranajes cerrados porque tienden las grasas a acanalarse:


6.- Las cajas de engranajes de tornillo sin fin son más eficientes que las helicoidales:

a) Verdadero

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b) Falso

7.- Las cajas de engranajes helicoidales son útiles por:

a) Tener una mayor eficienciab) Cambiar la dirección de las fuerzasc) Ser silenciosasd) Todas las anteriorese) La a y la c son ciertas

8.- Un aceite sintético SAE 85W140 puede sustituir a un ISO VG 220 y a un ISO VG 320 por:

a) Su estabilidad termo-oxidativab) Su alto índice de viscosidadc) Su capacidad anti-espumanted) Todas las anteriores

9.- En las cajas reductoras que tienen embragues no se deben utilizar aceites de cajas que tengan bisulfuro de molibdeno:


10. Aceites compuestos son aquéllos que tienen hasta un 3% de aceites grasos:


11. En el Ecuador, la viscosidad que debe ponerse en la máquina de las cajas reductoras tornillo sin fin, debe ser:

a) ISO VG 100b) ISO VG 220c) ISO VG 360d) ISO VG 680

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12. Los cambios de los aceites minerales de caja deben hacerse cada:

a) 100 horasb) 500 horasc) 2500 horasd) 5000 horas

13. El lavado o “flushing” de las cajas reductoras se debe hacer con diesel:


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lubricant es 1

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