REVISTA
TRIBOS REVISTA TÉCNICA
LUBRICACION Y PELICULA LUBRICANTE (ho) Por: Comité Editorial Tribos Ingenieria SAS Marzo de 2014 Medellín – Colombia
INTRODUCCION De acuerdo con las condiciones de operación, cada máquina requiere una lubricación en particular. En una máquina pueden existir mecanismos 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 ASTM necesarias para su correcto funcionamiento. FACTORES QUE AFECTAN LA LUBRICACION - -
De operación: velocidad, carga, temperatura de operación. De diseño: proyecto, cálculo y fabricación de la máquina, materiales utilizados en la construcción del mecanismo, acabado de las superficies de fricción, y diseño del sistema de aplicación del lubricante.
-
-
le aplica una fina capa de pintura a una superficie metálica. Capa límite de untuosidad 2: está constituida por los ácidos grasos de la base lubricante o por los aditivos de untuosidad que contenga; se superponen de manera polar sobre la capa límite metálica 1, adhiriéndose fuertemente, y el radical libre se yergue de manera linear en sentido contrario a la dirección del movimiento. Capa fluida 3: se puede considerar como la unión de muchas láminas (lubricante mineral), esferas del mismo diámetro (lubricante sintético) o esferas de diferentes diámetros (lubricante vegetal), en movimiento relativo las unas respecto a las otras. Una de estas capas o esferas se adhiere fuertemente la capa límite de untuosidad 2 estática, en cada una de las superficies de fricción, y las demás deslizan o ruedan entre sí, según el tipo de lubricante, dando origen a la fricción mixta permanente y a la película mixta, en el caso de la lubricación EHL, o a la fricción fluida y a la película fluida cuando la lubricación es HD, las cuales se hacen de mayor espesor conforme aumentan la velocidad y la viscosidad del aceite, y por el contrario se hacen más delgadas en la medida que estos parámetros disminuyen. Ver Figura 1.
La lubricación es la interposición entre dos superficies metálicas que se encuentran en movimiento relativo la una con respecto a la otra, de una sustancia con unas propiedades especificas, conocida con el nombre de lubricante, que sea capaz de formar una película límite con los aditivos metálicos (AW o EP) que tenga y una película fluida que separe las superficies, amortiguando el efecto de la carga dinámica para controlar el desgaste por fatiga superficial y reduciendo el contacto metal-metal. Adicionalmente debe reducir el consumo de energía y el calor generado por fricción, el ruido, y el impacto negativo sobre el ambiente cuando finalmente se deseche, como resultado de su proceso de oxidación normal. Sin el empleo del lubricante adecuado, las superficies metálicas de los mecanismos lubricados se soldarían, dejando inservible la máquina y convirtiéndola en chatarra en unos cuantos minutos. Cuando las superficies son lubricadas la única fricción que se debe presentar es entre las capas del lubricante, así la lubricación sea del tipo HD ó EHL. Un mecanismo puede quedar bien ó mal lubricado, dependiendo de factores tales como la viscosidad del aceite utilizado, la cantidad aplicada, el método de lubricación ó la frecuencia entre relubricaciones. Aún hoy en día hay personas que trabajan en el mantenimiento mecánico de las máquinas que piensan que lubricar es “simplemente” aplicar un aceite ó una grasa, y entre mayor sea la cantidad aplicada mucho mejor, lo cual es un grave error.
Figura 1 Elementos que constituyen la película lubricante, ho
PELICULA LUBRICANTE (ho)
CARACTERITICAS DE LA PELICULA LUBRICANTE (ho)
Cuando las dos superficies de fricción de un mecanismo aparentemente lisas, se analizan al microscopio se pueden apreciar una serie de asperezas e irregularidades, que son las que ocasionan la fricción metal-metal y el desgaste adhesivo. La película lubricante (ho) está constituida por tres elementos: capa límite metálica 1, capa límite de untuosidad 2, y la capa fluida.
La eficiencia de la película lubricante (ho) depende de los aditivos metálicos AW o EP, adhesividad o aditivos de untuosidad, y viscosidad del lubricante. Es tan perjudicial una película delgada como una gruesa porque en el primer caso, aún cuando no conlleve a una condición de contacto metal - metal, que propicie el desgaste adhesivo, genera un menor efecto amortiguador sobre la carga dinámica que actúa entre las superficies de fricción, incrementando el desgaste por fatiga superficial; y en el segundo caso, se presenta más generación de calor por un exceso de fricción fluida entre las laminillas (aceite mineral) o esferas (aceite sintético o vegetal), que constituyen la película lubricante; esto igualmente puede conducir a problemas de desgaste por fatiga superficial o a desgaste adhesivo, debido a la pérdida
-
Capa límite metálica 1: está constituida por el aditivo metálico AW (lubricación HD) o EP (lubricación EHL) del lubricante, al reaccionar con las superficies de fricción metálicas del mecanismo. Es de muy poco grosor y prácticamente solo recubre el perfil de la rugosidad, de manera similar a cuando se
vol 2 Nº 1 / enero-febrero / 2014
Carga dinámica Wd
Superficie en movimiento
Capa límite metálica 1 Capa límite de untuosidad 2 Capa fluda 3 Capa límite de untuosidad 2 Capa límite metálica 2 Superficie estática
[23]