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martes, 30 de noviembre de 2010

TRIBOLOGÍA: Selección Del Lubricante


La selección del lubricante para un equipo siempre debe estar basada en las recomendaciones del fabricante del mismo; para esto es necesario contar con el catálogo técnico, en donde deben aparecer además de la recomendación de viscosidad, las diferentes características físico-químicas del lubricante. Algunos fabricantes especifican nombres de aceites y esto puede facilitar la selección si en la región (o país) donde va a funcionar el equipo se comercializan dichos lubricantes; de lo contrario, es necesario hallar otros que sean equivalentes y de fácil consecución.
Cuando no se cuente con las recomendaciones del fabricante del equipo (máquina muy vieja, catálogo extraviado, etc.), la selección de la viscosidad del lubricante debe estar basada en la velocidad, la carga y la temperatura. Estos tres factores están relacionados entre sí y no se pueden considerar aisladamente el uno del otro.

Su incidencia en la selección del aceite es:

Velocidad: Cuando es alta se debe utilizar un aceite de baja viscosidad, que permite fácilmente la acción de bombeo y la formación de la cuña de aceite; cuando es baja, se debe compensar la deficiencia en la formación de la cuña de aceite con un aceite de alta viscosidad.

Carga: Un aceite más viscoso soportará mejor las cargas altas, evitando así el contacto metálico entre las dos superficies, y cuando es baja un aceite delgado será suficiente para separarlas completamente y reducir al mínimo las pérdidas de potencia por fricción fluida.

Temperatura: La temperatura afecta en forma inversamente proporcional la viscosidad; así, cuando un aceite se caliente, su viscosidad disminuye y cuando se enfría, se espesa, hasta un punto en que el aceite puede dejar de fluir. Por esto, al seleccionar un aceite se debe tener muy en cuenta la temperatura ambiente o la de funcionamiento del mecanismo, de tal forma que si se va a operar en un sitio demasiado caluroso, se utilice un aceite de una viscosidad mayor, no obstante, la velocidad sea alta y la carga ligera. Por el contrario, si el ambiente es muy frío, se debe utilizar un aceite de baja viscosidad, así la velocidad sea relativamente baja y la carga pesada, porque la baja temperatura se encargará de darle el aumento de viscosidad necesario para soportar las otras condiciones de trabajo.

La temperatura de funcionamiento de un elemento también se puede incrementar por la proximidad de una fuente de calor, por la viscosidad del lubricante, por mal montaje del mecanismo o por un diseño defectuoso.
Cuando un elemento trabaja en lugares donde hay fluctuación de temperatura, se deben utilizar lubricantes con altos Índices de Viscosidad (IV), que permitan una mayor estabilidad de la viscosidad.

Un lubricante no se debe seleccionar por nombres, ni marcas, sino por sus características físico-químicas que son las que van a garantizar un trabajo continuo, uniforme y eficiente; muchos lubricantes con nombres similares pueden servir para lubricar equipos completamente diferentes.

viernes, 12 de noviembre de 2010

TRIBOLOGÍA: Funciones Del Lubricante.


Un buen lubricante debe cumplir con las siguientes funciones:

-Disminuir el rozamiento.
-Reducir el desgaste.
-Evacuar el calor generado por las perdidas de potencia en el mecanismo.
-Sellar.
-Evacuar impurezas de tipo orgánico o metálico.
-Transmitir potencia.

El control de temperatura es una función importante de los aceites lubricantes. Sus propiedades físicas tienen un efecto relativamente pequeño sobre su capacidad de proporcionar un efriamiento adecuado. Una eficiente circulación del lubricante, por otra parte, es el factor más importante para controlar temperatura.

El calor en una máquina se genera por fricción entre las partes en movimiento. En condiciones de lubricación hidrodinámica, el calor generado por la fricción es bajo; en lubricación límite, el aumento de temperatura es mucho mayor. Cuando el contacto metal-metal ocurre, se generan grandes cantidades de calor y las temperaturas de las superficies en contacto pueden alcanzar valores próximos al punto de fusión del metal.






Para un control adecuado de temperatura es muy importante la eficiencia del sistema para disipar calor y en un menor grado, la habilidad del aceite para obsorber y transmitir calor. Una máquina lubricada puede perder calor por radiación hacia el ambiente o por conducción a superficies mas frías. El aceite juega un papel muy importante en este proceso de absorber el calor en las áreas de enfriamiento. Esto implica la necesidad de una recirculación constante del aceite, a través del sistema de lubricacion de la máquina.
Comparados con el agua, los aceites lubricantes son malos transmisores de calor; su habilidad para absorber calo es alrededor del 35% al 50% de la del agua (compárese el calor específico de 0,45 BTU/lb.°F de un aceite tipo turbina con 1,00 BTU/lb.°F del agua).

Esto significa que para controlar temperatura con la misma eficiencia que el agua, se requeriría un flujo de aceite tres veces mayor que el de agua. Estas propiedades térmicas favorables del agua explican su uso en forma de emulsión aceites para corte de metales. La efectividad en el control de la temperatura depende de la cantidad del lubricante recirculado, de la temperatura ambiental y de la provisión de enfriamiento externo. En un motor de combustión interna, la mezcla de aire- combustible realiza alredodor del 60% del trabajo de enfriamiento, porque ella ejerce su control sobre las partes superiores del motor (cilindro, válvulas, etc.). En los elementos inferiores (cigueñal, cojinetes, pistones, etc.), el enfriamiento depende casi enteramente del aceite.Todas estas partes tienen temperaturas críticas que no se deben exceder, en especial en los cojinetes. Vale la pena destacar que mientras se requieren pequeñas cantidades de aceite para alcanzar una lubricación eficiente, se necesita muchos galones por minuto de aceite, para proporcionar un efriamiento adecuado.

martes, 9 de noviembre de 2010

TRIBOLOGÍA: Clases De Lubricantes


Existen diferentes tipos, dependiendo de las clases de aplicación.

*Gases. El mas utilizado es el aire, que se emplea a presión y forma un colchón (de aire) entre los elementos en movimiento. Su principal aplicació es en pequeños cojinetes lisos, que giran a velocidades hasta 100.000 rpm, en donde un lubricante convencional no serviría. Su capacidad de soporte de carga es muy baja, del orden de 0,70 Kgf/cm^2 (10 psi). Las pérdidas por rozamiento de los gases son sólo una fracción de los correspondientes a los lubricantes líquidos de cualquier clase.


Cojinetes Lisos



*Líquidos.Se puede considerar cualquier tipo de líquido, como el agua, el aceite vegetal, animal y mineral, etc. Los más utilizados en la actualidad son los derivados del petróleo, constituidos por una base lubricante y un paquete de aditivos.



*Semisólidos.Son sustancias que poseen consistencia, permiten que la película lubricante permanezca durante más tiempo sobre la superficie lubricada,como por ejemplo la grasa, que es un aceite mezclado con un espesador metálico (jabón de calcio, sodio, litio, etc.)




*Sólidos.Dan origen a películas lubricantes que se adhieren fuertemente a las superficies metálicas, tales como el grafito, bisulfuro de molibdeno, de fluor, silicona, boro, etc. y dan lugar a coeficientes de fricción muy bajos.

domingo, 7 de noviembre de 2010

TRIBOLOGÍA: Factores Que Afectan la Lubricación


* De operación:
- Velocidad.
- Carga.
- Temperatura.


* De diseño
- Proyecto, Cálculo y fabricación de la máquina.
- Materiales utilizados en la construcción del mecanismo.
- Acabado superficial del mecanismo.
- Diseño del sistema de aplicación del lubriante.

jueves, 14 de octubre de 2010

TRIBOLOGÍA: Principios Básicos de Lubricación


- De acuerdo con las condiciones de operación, cada máquina requiere una lubricación en particular.

- En una máquina pueden existir elementos físicamente iguales, pero que pueden estar sometidos a condiciones de operación diferentes, requiriéndose por lo tanto, lubricantes que cumplan con cada caso específico.

- Los lubricantes seleccionados deben contar con las características físico-químicas necesarias para su correcto funcionamiento.


El principal problema cuando se habla de prácticas de lubricación es la carencia de modelos o procedimientos estandarizados que permitan efectuar la tarea de la lubricación adecuadamente.

Muchos programas modernos de mantenimiento invierten grandes cantidades de dinero en la aplicación de técnicas sofisticadas de mantenimiento predictivo (análisis de vibración, aceite e infrarrojo, instrumentos y software), tratando de mejorar la confiabilidad en su maquinaria. Eso está muy bien, sin embargo, con frecuencia fallan en la ejecución de los principios básicos de lubricación y control de la contaminación.

Otras organizaciones ponen especial énfasis en las prácticas preventivas, cuidado esencial y limpieza, pero descuidan la parte del monitoreo de condición necesaria para asegurar la confiabilidad de la maquinaria. El balance entre estos dos escenarios y la aplicación de un análisis a la información y acciones de mantenimiento (análisis de modo de falla, pareto, etc.), es lo que permite mejorar la confiabilidad del equipo y el Uptime. Este balance entre las mejores prácticas, análisis de modo de falla y monitoreo de condición, debe ser logrado con buenos cimientos. En el camino a la excelencia en mantenimiento, las mejores prácticas de lubricación son el primer paso a ejecutar.

Frecuentemente, los departamentos de mantenimiento no están obteniendo el máximo valor de sus lubricantes. Esto no se debe a la compra de lubricantes de baja calidad, sino a una práctica insatisfactoria en la aplicación del lubricante y su mantenimiento en la maquinaria. Desde que el lubricante llega a la planta, se encuentra expuesto a riesgos de contaminación por almacenamiento y manejo deficiente, mezcla con otros productos, aplicación errónea, sobrelubricación, poco lubricante, o incluso ocasionando riesgos a la seguridad o ecología.

El principal problema cuando se habla de prácticas de lubricación es la carencia de modelos o procedimientos estandarizados que permitan efectuar la tarea de la lubricación adecuadamente.

Usualmente nos referimos al lubricante como “la sangre de la maquinaria”, sin embargo, cuando revisamos la forma en la que lo manejamos, almacenamos y mantenemos en la maquinaria, esa analogía está fuera de lugar. Si nos ubicamos en un hospital y observamos el proceso de una transfusión de sangre, podremos apreciar el cuidado y la limpieza con la que es efectuada. Un cambio de aceite es realmente una transfusión y debiera ser tratada como tal.

Una mejor práctica de lubricación (LMPL), deberá ser definida y documentada como un procedimiento estándar de operación (SOP); además de que el personal deberá ser entrenado para ejecutar la LMPL en toda la organización.

La Auditoría de Lubricación
La definición de LMPL inicia con un procedimiento cuidadoso de análisis de las prácticas actuales para identificar las oportunidades de mejora del proceso de lubricación. Este proceso es comúnmente llamado auditoría de lubricación y es recomendable que se busque la ayuda de un especialista externo con amplia experiencia en esta área.

El especialista deberá efectuar la Auditoría en las siguientes áreas:

•Recepción y almacenamiento del lubricante.
•Despacho y manejo del lubricante.
•Administración de tanques.
•Métodos de lubricación y relubricación.
•Procedimientos de muestreo.
•Sellos y control de fugas.
•Entrenamiento necesario para el personal.
El reporte de la auditoría deberá documentar los hallazgos, identificar las prácticas actuales deficientes y sugerir prácticas alternativas. Habrá, también, de identificar las oportunidades de reducción de costos en la aplicación del lubricante, en su manejo, almacenamiento y disposición. Vale la pena, por supuesto, que rescate las oportunidades de control de contaminación, aplicando prácticas de mantenimiento proactivo y proponiendo mejoras a los sistemas y equipos de almacenamiento, manejo y relleno de lubricantes.

Del reporte de la auditoría, deberán generarse recomendaciones de cambio que sean factibles de convertirse en grandes beneficios. La organización, deberá trabajar en estas áreas de oportunidad para convertir las recomendaciones en un plan de acción y establecer los cambios necesarios en los equipos y en los procedimientos y actividades de inspección y monitoreo que aseguren que los criterios de confiabilidad de la maquinaria sean cumplidos.

La esencia del LMPL es “cómo hacerlo bien”. No es suficiente con identificar las prácticas pasadas y definir el procedimiento de una BP; es necesario que todo el personal que tiene que ver con el manejo del lubricante y la ejecución de la lubricación sea entrenado en las mejores prácticas y las ejecute. Es aquí donde la organización enfrenta su mayor reto.

Documentación
Las LMPL deben ser documentadas y estar a la disposición de todos los involucrados en el proceso. Los programas modernos de mantenimiento deben incluir un Manual Corporativo de Lubricación (CLM) de preferencia en formato electrónico para ser utilizado en la red interna de la organización y poder ser actualizado continuamente. Este CLM no sólo proporciona información de los procedimientos de lubricación, sino que sirve como una guía maestra para los estándares de lubricación y análisis de aceite establecidos por la compañía. La documentación de las LMPL no es sólo con el propósito de entrenar a su personal, sino para evaluar la función misma de la lubricación. De esta forma, el procedimiento por escrito de una LMPL es un buen punto de partida cuando se trata de organizaciones involucradas en un proceso de mejora continua. La documentación nos permitirá establecer sistemas de control que aseguren que las tareas han sido efectuadas adecuadamente. Este manual de procedimientos de lubricación deberá cubrir las siguientes áreas:

•Estándares de lubricación.
•Consolidación de productos.
•Recepción y almacenamiento de lubricantes.
•Manejo y aplicación de lubricantes.
•Métodos de cambio de aceite.
•Lavado y desarme de equipos.
•Métodos de engrase y reengrase.
•Administración de tanques.
•Reacondicionamiento y filtración.
•Disposición del aceite usado.
•Control de fugas y sellos.
•Seguridad y ecología.
•Procedimientos de muestreo de aceite.
•Procedimientos de pruebas de análisis de aceite.
•Guías y formatos de interpretación de análisis de aceites.
•Límites para el análisis de aceite por equipo.
•Guía de solución de problemas para resultados anormales.
•Evaluaciones de conocimientos y habilidades parael personal.
•Libros de consulta.
Entrenamiento en LMPL

El entrenamiento es el puente al éxito en la ejecución de LMPL y un elemento crítico en cualquier proceso de cambio.

Desarrolle programas de educación orientados a resultados y que sean apropiados para quienes programan y ejecutan la administración de la lubricación y el programa de análisis de aceite. Es aconsejable utilizar programas de entrenamiento en sitio, ya sea desarrollados internamente, o contratar un profesional, para ayudar a alinear y compartir la visión proactiva y de control de la contaminación que debe prevalecer en LMPL.

Algunos temas que deben ser incluidos en el programa de capacitación:

•Almacenamiento, manejo y conservación de lubricantes
•Control y monitoreo de contaminación
•Fundamentos de lubricación
•Administración del grupo de lubricación
•Técnicas de cambio de aceite y lavado
•Métodos óptimos de muestreo
•Filtración y control de contaminación
•Análisis de aceites
•Análisis de partículas de desgaste
Aplicación y Metrics de LMPL

Una vez que el programa ha sido diseñado y el personal se ha entrenado, es el momento de ejecutar LMPL. Algunas acciones pueden ser implementadas de inmediato y con un costo relativamente muy bajo. Sin embargo, hay inversiones que han de efectuarse si es que se quiere llegar realmente a la excelencia en mantenimiento.

El departamento de mantenimiento es visto frecuentemente en la organización como un departamento que gasta y no produce. Es necesario definir una estrategia que permita demostrar los costos reales de implementación y sus beneficios, que permitan soportar las decisiones de inversión en áreas estratégicas como el control de la contaminación y la automatización de la lubricación.

Utilice el reporte de la Auditoría de Lubricación para mostrar la “foto” de las condiciones actuales y establezca una visión de como se verá cuando esté terminado. Determine los Metrics que serán utilizados para evaluar los beneficios de implementación del programa y demuestre financieramente la viabilidad del programa.

Generalmente las inversiones en LMPL y control de contaminación, no son muy grandes y generan resultados en el muy corto plazo. Establezca una propuesta financiera que le permita utilizar los recursos destinados a acciones de mantenimiento correctivo, en la aplicación de la estrategia de mantenimiento proactivo. (Consulte el articulo de Drew. D.Troyer “The buck stops here” de la revista Practicing Oil Analysis Ene/Feb 2000). Ejecutando adecuadamente LMPL, podrá controlar las causas de falla de la maquinaria y los recursos no sólo no serán utilizados en el mantenimiento de falla, sino que habrá generación de utilidades y beneficios adicionales por mayor confiabilidad de la maquinaria.

LMPL le ayudará de inmediato a mejorar su nivel de contaminación de los fluidos reduciendo su código ISO y por consiguiente incrementando la vida de su maquinaria. La relación entre los niveles de partículas y la integridad mecánica ha sido ampliamente estudiada. La reducción de contaminación por partículas en el aceite de un rodamiento de 21/19/16 a 17/15/12, representa en promedio duplicar la vida del rodamiento. Utilice la Tabla de Extensión de Vida para calcular los beneficios Proactivos de la aplicación de LMPL.

Conclusión:
Las organizaciones requieren altos niveles de confiabilidad a los menores costos posibles. Los programas Proactivos como LMPL y el control de la contaminación ayudan a controlar las causas de falla de la maquinaria. Los programas de mantenimiento actuales deben enlazar muchos elementos estratégicos del monitoreo de condición con habilidades, mejores prácticas y efectividad .

La excelencia en lubricación es una actividad de alto valor, que inicia con la aplicación de la filosofía del mantenimiento proactivo. Esto es, nosotros no queremos engrasadores, queremos técnicos en lubricación que no-solo realicen las tareas de lubricación, sino profesionales que ayuden a las organizaciones de mantenimiento a evaluar y seleccionar el lubricante adecuado, efectuar cuadros de lubricación, actualizar y mejorar los programas de lubricación, entrenar a los lubricadores, establecer frecuencias adecuadas de lubricación, diseñar y mejorar los sistemas de despacho de lubricantes, mantener los registros de lubricación y diagnosticar y resolver problemas relacionados con lubricación. En la otra mano, queremos profesionales del análisis de aceite, que se enlacen con los profesionales de otras técnicas de mantenimiento preventivo para detectar causas de falla y mejorar la confiabilidad y el Uptime.

miércoles, 13 de octubre de 2010

TRIBOLOGÍA: Características de la Película Lubricante






La película lubricante debe poseer determinadas características, como son: adhesividad, viscosidad, espesor y aditivos. Es tan perjudicial una película delgada como una gruesa porque en el primer caso, ésta puede dar lugar a contacto metálico en parte de las superficies (desgaste adhesivo) si se rompe la película límite y en el segundo, se presenta generación de calor por un exceso de fricción interna (fluida) en la película lubricante, que puede conducir igualmente problemas de desgaste adhesivo.

El espesor de la película fina es suficiente, mientras que en superficies mal acabadas se necesita un película gruesa.

La fricción metal-metal causa el mayor desgaste; la fricción fluida lo reduce hasta el punto qe puede llegar casi a eliminarlo. En todo máquina por complicada que parezca, solamente requerirán lubricación los siguientes elementos:

- Cojinetes lisos y rodamientos (de bolas de rodillos, de agujas, etc.), cadenas, levas, guías y cremalleras.

- Piñones: hilicoidales, cónicos, rectos, sinfín-corona, doble helicoidales e hipoidales, que pueden estar expuestos al medio ambiente o ecerrados dentro de una carcasa (reductores y motorreductores).

-Cilindros dentro de los cuales deslizan émbolos, como en el caso de compresores, motores de combustión interna, cilindros de vapor, sistemas hidráulicos y herramientas neumáticas.



Cojinete Liso






Rodamientos (de bolas de rodillos, de agujas, etc.)






Cadenas






Levas






Guías






Cremalleras






Piñón Helicoidal






Piñón Cónico






Piñones Rectos






Piñón Sinfín Corona





Piñón Doble Helicoidal






Piñón Hipoidal






Reductores





Motoreductores






Cilindros






Sistema Hidráulicos






Herrmientas Neumáticas

domingo, 10 de octubre de 2010

TRIBOLOGÍA: Lubricación


Bowen trabajando en la SARJ de estribor - NASA
Más imágenes en STS-126 Flight Day 5 Gallery
19Nov 2008 Endeavour/STS-126: Día 5

Primer paseo espacial de la misión STS-126 a cargo de Heide Stefanyshyn-Piper y Steve Bowen, quienes aparte de retirar un tanque de nitrógeno vacío de una de las plataformas externas de almacenamiento de la Estación Espacial Internacional y guardarlo en la bodega de carga del Endeavour, de retirar unas mantas de aislamiento térmico del mecanismo de atraque del laboratorio Kibō, y de dejar unos repuestos en una de esas plataformas de almacenamiento, dedicaron la mayor parte de las casi siete horas del paseo a la limpieza y lubricación de la Junta Solar Rotativa de estribor.Estos componentes de la ISS permiten girar los paneles solares de esta de tal modo que estén siempre en la orientación óptima para aprovechar al máximo la luz del Sol, pero la junta de estribor estaba funcionando mal.











En la actualidad se persigue como un objetivo básico, el incremento del tiempo de explotación de los elementos de una máquina, lo que se alcanza con un diseño, montaje y explotación adecuados. Dentro de las condiciones de trabajo de los equipos juega un papel vital la lubricación, con el fin de evitar el contacto metal-metal de las superficies, lo que hace que disminuya la fricción, el desgaste, las pérdidas de energía y se incremente la vida útil de dichos elementos.

Sin el empleo de un lubricante entre dos superficies que se desplazan en movimiento relativo, la una con respecto a la otra, sería imposible mantener una máquina en movimiento por mucho tiempo, llegando a soldarse todos los elementos que la constituyen y convirtiéndola en un montón de chatarra en unos cuantos minutos.

Cualquier sustancia que se coloque entre estas superficies, con el fín de disminuir la fricción, se denomina lubricante, el cual ayuda también a evacuar el calor generado. La función básica de un lubricante es mantener completamente separadas dos superficies en movimiento, de tal forma que el único rozamiento que se presente sea entre las diferentes capas que conforman la película lubricante y que se conoce como fricción fluida

Un mecanismo puede quedar bien o mal lubricado, dependiendo de factores tales como, la viscosidad del aceite utilizado, la cantidad aplicada, el método de lubricación y la frecuencia entre relubricaciones.