La Tribología - Generalidades ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 -1- Principios Básicos Tribología ¿Qué es la Tribología? La Ciencia y Tecnología de los Sistemas en Movimiento y en contacto mutuo que comprende Fricción, Lubricación, Desgaste y aspectos relacionados con la Ingeniería Física Química, Metalúrgica y Fisiología entre otras. Es una Ciencia Interdisciplinaria ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 -2- Principios Básicos Rozamiento Estático Se conoce como el Coeficiente entre la fuerza necesaria para iniciar el movimiento de un cuerpo y su propio peso. F µ = ---P F P ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 -3- Principios Básicos Rozamiento Dinámico Se conoce como la Fuerza requerida para mantener en deslizamiento un cuerpo determinado con un peso dado. F ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 -4- Principios Básicos Fricción Se conoce como Fricción a la Resistencia al Movimiento de un cuerpo que se desliza sobre de otro. Esta Fricción, genera: Calor y Desgaste consume: Energía Fuerza Fricción ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 -5- Principios Básicos La Fuerza de Fricción Es directamente proporcional a la carga Es independiente al área de contacto. Varía según la naturaleza de las superficies No la afecta la velocidad de deslizamiento. ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 -6- Principios Básicos Naturaleza de la Superficie ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 -7- Principios Básicos Naturaleza de las Superficies Las Superficies de dos elementos en movimiento, a la vista aparecen lisas, pero.... Si las Vemos al Microscopio: Pieza en Movimiento Pieza Estática ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 -8- Principios Básicos Naturaleza de la Supeficie Podremos observar que las herramientas con las que se maquinaron, dejaron grandes Valles y Crestas... Calor Pieza en Movimiento Que en su movimiento de deslizamiento Pieza Estática Fricción se produce contacto y da origen a Fricción dando como resultado Calor y Desgaste ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 -9- Principios Básicos Naturaleza de la Superficie Observamos cómo el aceite tiende a separar las superficies, evitando un contacto franco. El espesor de la película lubricante será de acuerdo a las condiciones de Velocidad, Carga y Temperatura, así como de la propia Rugosidad de las superficies. Espesor ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 10 - Principios Básicos Fricción Fluida La viscosidad debe ser la adecuada, ya que si ésta es excesiva, se genera lo que conocemos como: Fricción Fluída en el caso contrario, cuando la viscosidad es menor, se provoca el Contacto Metálico. ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 11 - Principios Básicos ¿Cuántos tipos de Desgaste existen? ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 12 - Principios Básicos Tipos de Desgaste Existen varios tipos de Desgaste que hay que tomar en cuenta, para obtener buen Rendimiento de nuestros Equipos: Desgaste Abrasivo Desgaste Corrosivo Desgaste Adhesivo Desgaste por fatiga ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 13 - Principios Básicos Desgaste Abrasivo Es causado por partículas abrasivas de contaminación externa, de naturaleza muy dura, así como también de desgastes de los metales. ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 14 - Principios Básicos Desgaste Corrosivo Es causado por la acción química de productos ácidos en combinación con el rozamiento de las superficies, que las corroe y las raya. ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 15 - Principios Básicos Desgaste Adhesivo Este resulta cuando debido a las condiciones de Velocidad, Carga y Temperatura, la película lubricante se vuelve tan delgada que permite el contacto de metal con metal, provocándose el arrancamiento y la fatiga de las superficies. Círculos de Paso ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 16 - Principios Básicos Funciones Primarias y Secundarias de los Lubricantes ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 17 - Principios Básicos Funciones Primarias y Secundarias de los Lubricantes Los lubricantes desempeñan funciones por demás importantes, para la protección de los elementos que lubrican o de los sistemas en los que actúan, podemos mencionar algunas: ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 18 - Principios Básicos Funciones Primarias Control de la Fricción Control del Desgaste Control de la Temperatura Control de la Herrumbre y la Corrosión ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 19 - Principios Básicos Funciones Primarias Control de la Fricción Con una adecuada selección de la viscosidad. Con aditivos que reduzcan la fricción al mínimo Control del Desgaste Al reducirse la fricción, se controla el desgaste Con aditivos que controlen el contacto físico ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 20 - Principios Básicos Funciones Primarias Control de la Temperatura Sobre todo si el aceite se maneja a circulación con el mismo baño en que se sumergen Control de la herumbre y la Corrosión Con una capa protectora de lubricante Con aditivos que se adhieran a los metales ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 21 - Principios Básicos Funciones Secundarias Transmitir Potencia Formar un Sello Remover Contaminantes Como Medio Amortiguador y Aislante ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 22 - Principios Básicos Funciones Secundarias Transmitir Potencia Como fluido en sistemas hidráulicos En acoples hidráulicos Formar un Sello En aceites a través de una adecuada viscosidad En grasas, por su cuerpo "espeso" ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 23 - Principios Básicos Funciones Secundarias Remover Contaminantes Sobre todo en aceites a circulación, al bañar las constante. piezas en movimiento Como Medio Amortiguador y Aislante En sistemas hidráulicos para control del "golpe de ariete". En amortiguadores industriales y automotrices. ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 24 - Principios Básicos Tipos de Películas Lubricantes ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 25 - Principios Básicos Tipos de Películas Lubricantes Películas Fluidas Películas Delgadas Películas Sólidas ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 26 - Principios Básicos Películas Fluidas La lubricación a película fluida es la más deseable, ya que durante la operación normal, las películas son suficientemente gruesas para separar completamente las superficies que soportan cargas. La fricción que ocurre es mínima y es debida solo a el esfuerzo cortante de las películas lubricantes, por lo que el desgaste no ocurre dado que no existe contacto de metal. Las películas fluidas se forman de tres maneras: ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 27 - Principios Básicos Películas Fluidas La Película Hidrodinámica es la que se forma a través del movimiento de las superficies lubricadas convergiendo en una zona en donde se desarrolla la suficiente presión para mantener las superficies separadas, su espesor aproximado es de 0.001" La Película Hidrostática se forma mediante el bombeo a presión de un fluido entre las superficies, que puden o no estar en movimiento Las Películas de Compresión se forman por el movimiento de dos superficies lubricadas, la una contra la otra. ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 28 - Principios Básicos Películas Fluidas Superficies Conformadas Cuando la carga en un Cojinete Plano no es lo suficientemente elevada y la superficie que la soporta es grande, ésta no alcanza a deformarla dado que la carga se reparte en toda la superficie, este caso particular se conoce como "Superficies "Conformadas" El cojinete "envuelve" a la flecha. La superficie no se deforma Carga ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 29 - Principios Básicos Películas Fluidas Lubricación Hidrodinámica La Flecha al girar, abastece de aceite a la zona de carga, el cual penetra entre la flecha y el cojinete con cierta presión, misma que hace incrementar la viscosidad a punto de solidificarla, lo que provoca que se separen las superficies. Abastecimiento de Aceite Carga Se Incrementa la Presióny la Viscosidad ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 30 - Principios Básicos Películas Fluidas Superficies No-Conformadas Cuando la carga en un Rodamiento (o diente de engrane), se concentra en pequeñas superficies y éstas se deforman elásticamente, debido a la diferencia geométrica entre las superficies de contacto; se describe a estas superficies como "No-Conformadas". Carga Pista Bola Área de Contacto ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 31 - Principios Básicos Superficies No-Conformadas Lubricación Elasto-hidrodinámica Este tipo de lubricación describe cómo al existir una determinada carga sobre un elemento metálico, éste se deforma elásticamente, no sin antes permitir la formación de una película hidrodinámica que separa las superficies. Carga Carga Deformación Elástica Huellas ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 32 - Principios Básicos Películas Delgadas Cuando no es posible el abastecimiento continuo y abundante a los elementos mecánicos en movimiento, debido al diseño o restricciones de los equipos, se les provee de una escasa película lubricante, aplicada de manera esporádica. La escasa Película no evita el contacto Meta-Metal Lubricación por Goteo Lubrica y se Pierde ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 33 - Principios Básicos Películas Sólidas Cuando no es posible el uso de un aceite o grasa en la lubricación de algunos elementos, debido a fugas o contaminación, se emplean sólidos de bajo coeficiente de fricción como el bisulfuro de molibdeno, el grafito, la mica, etc. Estos se aplican suspendidos en algún agente volátil, un aceite ligero o grasa, los cuales al volatilizarse o exprimirse, dejan una película sólida en los metales. ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 34 - Principios Básicos Películas Sólidas Los Lubricantes sólidos se consideran como rellenadores de rugosidad los que por su tamaño, permiten "conformar" a las superficies de los metales haciendo que éstos "resbalen" evitando su contacto, reduciendo su fricción y desgaste. Movimiento Rugosidad de las superficies Aceite o Grasa con Bisulfuro ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 35 - Principios Básicos Factores que afectan el criterio de selección La selección correcta de un lubricante se fundamenta en aspectos de operación de los equipos que, de acuerdo a su: – Velocidad – Carga y – Temperatura modifican las necesidades tanto de tipo de básico, viscosidad y cantidad y tipo de aditivos para soportarlas. ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 36 - Principios Básicos Regla Básica de Selección A Mayor Velocidad........... Menor Viscosidad A Menor Velocidad........... Mayor Viscosidad A Mayor Temperatura...... Mayor Viscosidad A Menor Temperatura...... Menor Viscosidad A Mayor Carga................. Mayor Viscosidad A Menor Carga................. Menor Viscosidad ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 37 - Principios Básicos La Velocidad La velocidad cuando es elevada, tiende a expulsar al lubricante por la acción de la fuerza centrífuga, por lo que se necesita uno muy ligero a fin de que no frene el movimiento y tienda a regresar de manera rápida a los elementos protegidos. ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 38 - Principios Básicos La Temperatura Los aceites al calentarse, aún siendo Sintéticos, tienden a adelgazarse y al enfriarse, tienden a engrosarse, por lo que se debe tomar en cuenta en la selección a fin de compensar estas variaciones. ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 39 - Principios Básicos La Carga La Carga se refiere al peso físico de las piezas en movimiento o a la potencia que transmiten o soportan engranes y cojinetes. Cuando la carga es pesada, se requiere una película lubricante lo suficientemente gruesa para soportarla, auxiliándose de aditivos E.P. Anilllo Interno Anilllo Externo Carga ExxonMobil Americas South Region Lubricants & Petroleum Specialties - April , 2000 - 40 - Principios Básicos
