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Criterios para la selección del lubricante

Perfil de presión

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Transcript of Criterios para la selección del lubricante

Introducción
parámetros de selección
clases de aceites
clasificación general
lubricante mineral
lubricante sintético
son buenos los aditivos para el aceite?
conclusiones
recomendaciones
CONTENIDO OBJETIVOS Diseñar y construir un banco de ensayos para cojinetes hidrodinámicos con el fin de determinar el perfil de presiones en la película de lubricante. GENERAL Revisar la bibliografía relacionada con la lubricación hidrodinámica para orientar el diseño y construcción del banco de ensayos ESPECÍFICOS
Este es uno de los procesos mas importantes para la elaboración de un plan de lubricación por que de la correcta selección de lubricante depende que los trabajos de lubricación se realicen de manera óptima INTRODUCCIÓN Siempre que se valla a seleccionar el aceite para un equipo industrial se debe tener presente que se debe utilizar un aceite con especificación ISO y que cualquier recomendación que se de se debe llevar a este sistema. Los siguientes son los pasos que es necesario tener en cuenta para seleccionar el aceite para un equipo industrial:
•Consultar en el catalogo del fabricante del equipo, las recomendaciones del aceite a utilizar
•Selección del grado ISO del aceite a la temperatura de operación en el equipo •Selección del aceite industrial, de la misma marca de los lubricantes que se están utilizando en la empresa y su aplicación en el equipo se clasifican en calidad y viscosidad :

VISCOSIDAD: Es la propiedad más importante de un lubricante, la que determina su fluidez o grosor según las condiciones de temperatura y presión. Un aceite de baja viscosidad fluye más rápido, en tanto uno de mayor viscosidad es más grueso y ofrece mayor resistencia al flujo. La viscosidad en los aceites de motor esta normalizada por las normas IRAM, dándole valores numéricos escalares a los aceites monogrados y dos valores numéricos separados por una letra "W" a los aceites multigrados.
Ej: 15W50, 5W60, 10W40, etc CLASES DE ACEITES RECOMENDACIONES DEL FABRICANTE Selección correcta de un aceite industrial Parámetros Bases http://img.directindustry.es Clasificación General ¿pregunta? Tablero superior Tablero inferior ADQUISICIÓN DE DATOS Y
PRUEBAS DEL BANCO DE ENSAYOS Diseñar el sistema para aplicar carga en el cojinete hidrodinámico Conocer las especificaciones y el funcionamiento de sensores factibles para medir la presión en el cojinete hidrodinámico Realizar pruebas de funcionalidad del banco de ensayos, determinando de forma teórica y práctica el perfil de presiones en la película del lubricante A. DATOS
PRUEBAS PROGRAMA LabVIEW TEORÍA
HIDRODINÁMICA PRUEBAS Prueba #1 Interfaz
de usuario Código Montaje sensores Teniendo en cuenta el concepto de un cojinete largo, Sommerfeld plantea una solución para ecuación diferencial. Se determina el perfil de presión en la película de lubricante de forma: Experimental
Realizando la adquisición de datos por medio de los sensores de presión, la tarjeta NI 9203 y software LabVIEW. Teórica
Por medio de la ecuación de Reynolds asumiendo el concepto de cojinete largo según Sommerfeld y condiciones de lubricación especificadas. Ecuación general de Reynolds Determinar el perfil de presión en la película del lubricante de forma teórica con la ecuación de Reynolds y de forma experimental por medio de la aplicación en LabVIEW.
Condiciones de trabajo y especificaciones del cojinete:
W = 100 kg r = 0.019 m
N = 2400 rpm l = 0.08 m
μ = 0.08 Pa.s
Densidad lubricante = 786 Kg/m^3 Al. depósito lub. = 0.6m Prueba # 2 Determinar el perfil de presión en la película del lubricante de forma teórica con la ecuación de Reynolds y de forma experimental por medio de la aplicación en LabVIEW, causando un desbalance en el eje.
Condiciones de trabajo y especificaciones del cojinete:
W = 50 kg r = 0.019 m
N = 2400 rpm l = 0.08 m
μ = 0.08 Pa.s Masa de desbalance = 10gr
Densidad lubricante = 786 Kg/m^3 Al. depósito de lub. = 0.6 m Conclusiones de las pruebas Los sensores de presión Vegabar 14 y la tarjeta de adquisición de datos que corresponden al módulo de instrumentación fueron facilitados por intervención del director de proyecto, Ingeniero Pedro Jose Diaz. El resto de componentes del banco fueron adquiridos en su totalidad por los autores del proyecto.

Se hace necesario la adquisición de más sensores que permita obtener el perfil de presión del lubricante y determinar su comportamiento en toda la periferia del cojinete, ya que en este proyecto el estudio solo se realiza en un cuadrante, donde se ubican los rangos más altos de presión.

Para ampliar el estudio del perfil de presión en la película del lubricante en cojinetes hidrodinámicos se puede realizar la mecanización de éstos, en diferentes materiales como: aluminio, poliméricos, cobre, etc. que cumplan con el dimensionamiento propuesto del cojinete (bronce SAE 40) para un correcto montaje.

Para realizar un control completo del banco desde la aplicación en LabVIEW, se hace necesaria una tarjeta de adquisición de datos que permita la entrada y salida de señales analógicas y digitales. Esto permitirá realizar controles a futuro como: control de la válvula direccional, encendido y apagado del sistema hidráulico, control del variador de frecuencia y control del sistema de lubricación del cojinete hidrodinámico. Se construyó un banco de ensayos para cojinetes hidrodinámicos práctico teniendo en cuenta todos los requerimientos para su correcta funcionalidad. Se ensayó en un cojinete de bronce SAE 40, con el objetivo de determinar el perfil de presiones en la película de lubricante de manera teórica (aproximación de Sommerfeld) y experimental (sensores) por medio del Software LabVIEW, permitiendo al usuario realizar un análisis de resultados de forma sencilla, llevando los datos guardados por la aplicación de LabVIEW a Excel, obteniendo así gráficas del comportamiento en el perfil de presiones del lubricante a diferentes condiciones de trabajo, variando los parámetros de velocidad de operación y carga aplicada en el cojinete.

Al revisar la bibliografía relacionada con el proyecto se encontró que no existe tanto interés en el estudio de la tribología en Colombia en comparación a la de otros países, generando esto grandes pérdidas en los equipos industriales. Este proyecto contribuye a generar un interés en el estudio de esta rama, en especial en la parte de la lubricación hidrodinámica en cojinetes de deslizamiento por parte de los estudiantes de la Escuela de Ingeniería Mecánica, que les permita comprobar los conocimientos teóricos adquiridos y aplicarlos en la industria realizando programas de mantenimiento preventivo a los equipos que se manejen, alcanzando un mayor grado de disponibilidad y confiabilidad de estos.

Se diseño el eje y el bastidor del banco de ensayos realizando un análisis modal en CAD y CAE con ayuda del software SolidWorks, con el fin de evitar las frecuencias naturales que se presentan en estos componentes al ser sometidos a cargas dinámicas generadas por el motor del modulo de potencia y el motor del sistema hidráulico. Además se diseñaron aislantes de vibración ubicados entre el bastidor y los tableros, evitando así que las vibraciones incidan de manera directa en la adquisición de datos de las pruebas realizadas. CONCLUSIONES OBSERVACIONES GRACIAS julio andres acuña correa
andres duque piedrahita
jair valderrama rívas
Criterios para la selección del lubricante INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA PASCUAL BRAVO
MEDELLÍN
2012 Módulo de ensayos Sistema de lubricación Módulo estructural Se optó por un sistema hidráulico para aplicar carga en el cojinete, permitiéndole al usuario de forma práctica realizar cambios carga en diferentes rangos desde el control manual de la válvula de seguridad y leyendo este valor de carga en un manómetro. Se logró así un mecanismo sencillo que maneja mayores rangos de carga en comparación a los tradicionales como el de agregar pesos, tornillos de potencia o por resortes.

Los sensores de presión seleccionados fueron Vegabar 14, que tienen una salida de señal analógica de 4mA = 0bar a 20mA=10bar, apropiados para manejar las presiones que se presentan en la película de lubricante y de fácil montaje en la unidad del cojinete hidrodinámico. Teniendo en cuenta las especificaciones y requerimientos de los sensores de presión se seleccionó una tarjeta de adquisición de datos NI 9203 que ofrece una funcionalidad básica para este tipo de aplicación, con un rango de corriente máximo de -20mA a +20mA y una velocidad de muestreo máxima de 200KS/s.

A pesar de las limitaciones del modelo teórico de Sommerfeld, se realizaron pruebas de funcionalidad del banco a diferentes condiciones de trabajo, variando los parámetros de velocidad y carga aplicada, obteniendo resultados teóricos y experimentales que difieren debido a los acabados superficiales en la unidad del cojinete, condiciones de lubricación, perdidas de presión en el sistema hidráulico de aplicación de carga, vibraciones mecánicas ocasionadas en el módulo de ensayos y sensibilidad de medida en los sensores de presión. CONCLUSIONES Perfil de distribución de la presión Los resultados experimentales difieren de los teóricos, en gran medida por los acabados superficiales en el cojinete y el eje, también incide en esta diferencia la sensibilidad de medida en los sensores, las vibraciones que se generan al realizar las pruebas generando picos en la lectura de la presión en los sensores, los incrementos de temperatura en el aceite afectando las características de lubricante y las pérdidas de presión en los diferentes componentes del sistema hidráulico hacen que al aplicar carga, ésta difiera de la aplicada en el valor teórico y afecte los resultados.

Se tiene en cuenta que la solución teórica de Sommerfeld es una solución aproximada de la ecuación de Reynolds, de la cual no existe solución general pero se han obtenido soluciones parciales simplificando algunos términos, esto contribuye a que aumente el margen de error entre las curvas del perfil del lubricante teórica y experimental. Módulo de potencia Análisis de resultados Vídeo funcionalidad del banco de ensayos Carga constante 50kg
variación de velocidad Velocidad constante 3600rpm
variación de carga Desbalance masa 5g y 10g
velocidad 1800 rpm , carga 8kg •Especificar el nombre y la marca del aceite a utilizar y las equivalencias en otras marcas de lubricantes
•Dar el grado ISO del aceite y las demás propiedades físico-químicas del aceite, como índice de viscosidad, punto de inflamación, punto de fluidez, etc.
• Dar la viscosidad del aceite en otro sistema de de clasificación de la viscosidad como AGMA, SAE.
•Dar la viscosidad del aceite en cualquier sistema de unidades de medida y las demás propiedades físico-químicas del aceite La correcta lubricación de los mecanismos de un equipo permite que estos alcancen su vida de diseño y que garanticen permanentemente la disponibilidad del equipo, reduciendo al máximo los costos de lubricación, de mantenimiento y las perdidas por activo constante Lubricante (aceite) Mineral: Los aceites minerales proceden y son elaborados del Petróleo, luego de pasar por una serie de procesos en las plantas de producción (Refinarías). El petróleo bruto tiene diferentes componentes que lo hace indicado para distintos tipos de producto final.
se pueden clasificar en tres tipos, de acuerdo al crudo de que se obtienen.Con base parafínica.Con base nafténica.Con base aromática.
siendo el más adecuado para obtener Aceites el Crudo Paranínfico. Lubricante (aceite) Sintético Los aceites sintéticos tienen un contenido mínimo de bases minerales del petróleo modificadas en laboratorios para balancear su composición molecular y dar propiedades diferentes a las bases minerales. Los lubricantes se fabrican por medio de procesos químicos donde se reestructuran las moléculas para que se conviertan en estructuras más estables y por ende menos influenciadas a reaccionar adversamente ante otros compuestos.. En general, los lubricantes sintéticos tienen las siguientes propiedades:
•Mejores propiedades lubricantes
•Mayor índice de viscosidad
•Mayor fluidez a baja temperatura
•Mayor estabilidad térmica y a la oxidación
•Menor volatilidad El desarrollo de los lubricantes sintéticos se ha debido principalmente a que cada día la maquinaria se produce más sofisticada y los mecanismos trabajan bajo condiciones de operación más críticas, resultando ineficaces, en no pocos casos, los lubricantes minerales. A esto se suma la crisis energética, que ha creado la necesidad de formular y fabricar lubricantes de larga duración. AHORA... En cuanto a su procedencia, los aceites se clasifican en tres principales grupos: animales, vegetales y minerales.
Los aceites de origen animal y vegetal se conocen también como aceites fijos; esto, porque no pueden ser refinados por destilación, como los aceites minerales, debido a que se descomponen. Son inestables, tienden a formar ácidos y gomas, y además, se congelan fácilmente; por lo tanto, no son adecuados para refrigeración.Por lo anterior, los aceites lubricantes para refrigeración, se obtienen a partir de los aceites de origen mineral. Estos aceites denominados multigrados son los mejores, ya que se modifican en sus propiedades, teniendo una menor viscosidad a baja temperatura y una mayor viscosidad a alta temperatura que es cuando nuestro motor requiere una mayor y eficiente lubricación. Son Buenos los ADITIVOS PARA EL ACEITE? TODOS LOS ACEITES DE BUENA CALIDAD YA CONTIENEN UN PAQUETE DE ADITIVOS balanceados para cumplir sus funciones adecuadamente, agregar aditivos puede modificar la calidad y/o funcionalidad del aceite. Pero hay ADITIVOS que NO MODIFICAN LAS PROPIEDADES DEL ACEITE, estos funcionan directamente en el motor, al RESPECTO uno de los mejores o más bien el mejor que conozco se llama RESURS, es un ADITIVO PARA MOTOR que EVITA EL DESGASTE, RESTAURA EL DESGASTE QUE YA EXISTE, reduce el consumo de gasolina y ayuda a extender la vida del motor por mucho más tiempo, indistintamente del aceite que se use. Conclusiones -La selección de lubricantes es muy importante para la elaboración de planes de lubricación y por ende planes de mantenimiento preventivo.
-La mejor manera de seleccionar aceites de aplicaciones industriales es en base a la norma ISO, la cual muestra valores de viscosidad en
cSt. a 40ºC.
-La selección de los lubricantes se debe hacer en base a las propiedades, condiciones de operación, recomendaciones del fabricante de la máquina o equipo y no en base a marcas
-Consolidar lubricantes es muy importante para disminuir inventario y lubricantes redundantes en una planta de producción y mucho más si es una industria con un gran consumo de lubricantes. Recomendaciones -Los lubricantes se deben seleccionar en base a las propiedades y no por la marca porque daría lugar a tener lubricantes redundantes en inventario.- Una vez seleccionados los lubricantes elaboraruna tabla de lubricantes que contemple las propiedades y aplicaciones del lubricante
-Conocer siempre la temperatura a la cual va a trabajar el lubricante porque la viscosidad de un lubricante disminuye conforme crece la temperatura
-Elaborar planes de lubricación en máquinas y equipos es importante porque estos trabajos representan del 50 al 60% de los trabajos de mantenimiento.
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