Lubricación de estructuras
Lubricación: es un proceso mediante el cual se reduce la fricción entre dos partes móviles introduciendo un fluido para separar las dos superficies de contacto.
Beneficios de la lubricación en piezas:
- Reducir la fricción (fricción o deformación),
- Reducir el desgaste de las piezas,
- Absorber/mitigar choques,
- Reducir/controlar la temperatura,
- Proteger de la corrosión,
- Aislar los componentes de la contaminación,
- Limpiar/eliminar los contaminantes.
Los lubricantes pueden ser fluidos o líquidos (aceites), sólidos (grasas, gel de silicona) o sólidos (teflón, grafito).
Existen dos tipos de bases lubricantes:
* Las bases minerales: están hechas a base de petróleo crudo. Se obtienen a partir de mezclas de hidrocarburos que han sufrido numerosas operaciones de refinado.
* Las bases de síntesis: se obtienen por reacción química de varios componentes. Para formular lubricantes se utilizan dos tipos de productos: hidrocarburos sintéticos y ésteres. Estos productos tienen una viscosidad notablemente estable, cualquiera que sea la temperatura. Esta propiedad es una de las principales ventajas de las bases minerales que requieren añadir mejoradores de viscosidad en grandes cantidades. También son más resistentes a la oxidación, lo que se traduce en una mayor longevidad del aceite, permitiendo intervalos más largos entre dos cambios. Cabe subrayar que existen aceites
* Semisintéticos: que se obtienen a partir de una mezcla de las dos bases anteriores (generalmente 20 a 30% de aceite sintético y 70 a 80% de aceite mineral).
Los aceites
Los aceites se componen de una base lubricante y de aditivos.
Los aceites terminados incluyen entre un 15% y un 25% de aditivos, por dos razones:
- Para reforzar ciertas propiedades del aceite base
- Para dotar al aceite base de propiedades que no posee de forma natural.
Mejoradores de viscosidad: permiten que el aceite, caliente o frío, sea suficientemente fluido para evitar el contacto con las partes móviles.
Aditivos antidesgaste: refuerzan la acción antidesgaste que ejerce un lubricante frente a los órganos que lubrica.
Aditivos antioxidantes: ralentizan los fenómenos de oxidación del lubricante y contribuyen a espaciar los cambios de aceite gracias a una mayor resistencia a las altas temperaturas.
Aditivos detergentes: permiten evitar la formación de barniz o depósitos en las partes más calientes del motor como la garganta del segmento.
Aditivos dispersantes: permiten mantener en suspensión todas las impurezas sólidas formadas durante el funcionamiento del motor:
Aditivos de basicidad: neutralizan los residuos ácidos de la combustión de combustibles, principalmente en motores diésel, gradualmente durante su formación.
Aditivos anticorrosivos: evitan el ataque de metales ferrosos.
Aditivos anticongelantes: permiten al lubricante mantener una buena fluidez a bajas temperaturas (de -10°C a -45°C).
Aditivos de alta presión: el objetivo de estos aditivos es reducir los pares de fricción y, por lo tanto, ahorrar energía y proteger las superficies de cargas pesadas.
Las grasas de lubricación se componen de:
- 70 a 95% de aceite base (mineral, sintético o vegetal)
- 0 a 10% de aditivos idénticos a los mencionados anteriormente
- 3 a 20% de un espesante o gelificante cuya función es dar consistencia al lubricante (fluido, semifluido, duro o blando) y atrapar el aceite
- base y los aditivos para que no se escurran.
Las grasas se distinguen por su adherencia a las superficies a lubricar, resistencia al cizallamiento, insolubilidad en agua y longevidad. Generalmente, una grasa no puede superar una temperatura superior a 300°C
· Grasas de silicona. Las siliconas pueden ser en forma de aceites, resinas o elastómeros.
· Grasas alimenticias: estas grasas están especialmente diseñadas para el contacto incidental con los alimentos.
Elección de lubricantes
La elección de un lubricante debe tener en cuenta las condiciones funcionales del mecanismo a lubricar y, en particular, su temperatura de funcionamiento, las fuerzas de presión, las velocidades de desplazamiento relativas y las condiciones ambientales. Los fabricantes de productos de lubricación son los que están mejor situados para determinar el tipo de lubricante a utilizar basándose en el mecanismo que se va a lubricar.
Sin embargo, los diseñadores y fabricantes de máquinas se ven obligados a proponer los lubricantes que deben utilizarse en sus equipos y a proponer un calendario para el cambio de lubricante y las operaciones de lubricación.
Problemas por falta de lubricación:
* ADHESIÓN: se presenta cuando las irregularidades de una superficie interactúan directamente con las de otra, se adhieren y se sueldan, dando lugar en la mayoría de los casos al desprendimiento de partículas.
* ABRASIVO: es el resultado de la presencia entre las superficies en movimiento relativo de partículas extrañas de igual o mayor dureza a la de los materiales que los conforman. Las partículas abrasivas se incrustan ellas mismas en una de las superficies y actúan como una herramienta de corte, removiendo material de la otra superficie.
* CAVITACIÓN: tiene lugar cuando el aceite fluye a través de una región donde la presión es menor que la de su presión de vapor, esto hace que el aceite hierva y forme burbujas de vapor, las cuales son transportadas por el aceite hasta llegar a una región de mayor presión, donde el vapor regresa al estado líquido en forma súbita, generando fugas sobre las superficies metálicas que dan lugar a la aparición de picaduras y grietas.
* DIFUSIÓN: La difusión metálica puede ser un factor de desgaste a altas temperaturas. La difusión es un proceso de transferencia de masa, que se acelera al incrementarse la temperatura.
Referencias:
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