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Norma SAE para aceites, Lubricantes, Materiales Antifricción

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by

Jesus Jimenez

on 11 March 2014

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Transcript of Norma SAE para aceites, Lubricantes, Materiales Antifricción

Las aleaciones Babbitt pueden ser base estaño o base plomo. Las primeras disipan mejor el calor, y las segundas tienen mejor resistencia a la corrosión por ácidos, soluciones amoniacales y otros productos químicos, aunque debido a su composición cada vez son menos utilizadas. Además, ambas contienen antimonio y cobre, que dan dureza a la aleación. El resto de elementos de aleación puede variar según el material utilizado, provocando variaciones en sus propiedades, pero todas las aleaciones antifricción conservan las propiedades comunes de elevada ductilidad, colabilidad y resistencia a la corrosión. Las composiciones químicas para estas aleaciones se rigen por la norma ASTM B23.

La aleación debe presentar buena resistencia al desgaste en las condiciones de trabajo impuestas al cojinete. Cabe destacar que la resistencia al desgaste no es una propiedad determinada por un solo metal o varios metales, sino por el conjunto de la aleación y por otros factores como la temperatura, el tipo de lubricante, la presencia de impurezas abrasivas en éste, y la forma geométrica de la superficie.
El metal blanco debe tener resistencia a la corrosión que pueda provocar el lubricante, pues ésta haría que la superficie del cojinete adquiriera demasiada rugosidad. Si una sola de las fases de la aleación es atacada por la corrosión, existirá una debilitación de la estructura, que puede conllevar efectos desastrosos. Los agentes corrosivos más habituales son los productos ácidos que pueden aparecer por la oxidación de los aceites empleados, o incluso el agua marina.


Una aleación de metal blanco debe asegurar una baja fricción y capacidad para soportar la carga sin gripar, distorsionarse, fallar mecánicamente o sufrir corrosión. Las propiedades requeridas son las siguientes:
La aleación de metal antifricción debe tener bajo punto de fusión y buenas propiedades de fusión y colada, para que su composición permanezca sin modificaciones después de variaciones de temperatura, y no se oxide térmicamente. También debe adherirse fácilmente a su soporte de metal, y no debe haber una contracción destacable durante el enfriamiento, ni modificar sus propiedades o dimensiones por envejecimiento.
El metal debe presentar una estructura de dos fases, consistente en partículas duras en una matriz dúctil. Las partículas duras, evidentemente, dan dureza a la aleación, soportando la carga, mientras que la base dúctil aporta buenas propiedades de conformabilidad. Además, la matriz se desgasta de forma homogénea hasta un nivel ligeramente inferior a la fase más dura, permitiendo la formación de pequeños canales de irrigación para la lubricación.
Las variaciones de temperatura durante el servicio no deben producir desvíos significativos en la dureza del material o en la resistencia a la fatiga, ni en cualquiera de sus otras propiedades mecánicas.


En general, el criterio para la utilización de un cojinete antifricción es conseguir la mínima fricción entre los dos componentes, combinado con la ausencia de problemas por gripado, por fallo mecánico o por distorsión y/o fatiga. Según la geometría del sistema, las condiciones de carga y velocidad, y la atmósfera de trabajo del equipo, deberemos escoger el tipo de metal blanco y la lubricación más adecuados.

El término metal antifricción (también metal Babbitt o metal blanco) se usa para describir el material utilizado en los cojinetes donde la carga se transmite mediante partes no móviles, por deslizamiento, sin la ayuda de bolas o rodamientos. La técnica de fabricación de cojinetes antifricción es antigua, pero a la vez aún un poco desconocida.

La acción protectora del grafito es muy fácil de explicar:

Es sobradamente conocido que los aceites del motor, incluso los de máxima calidad, no proporcionan una perfecta lubricación al motor, pues al cabo de varios años de uso los motores empiezan a presentar importantes síntomas de desgaste (el uso de las cosas causa su desgaste y cuando un automóvil circula, se desgasta).


El grafito forma una película protectora sobre las superficies de contacto del motor sometidas a grandes fricciones y altas temperaturas, protegiendo el motor incluso después de la ruptura de la película de aceite, y proporciona al motor una lubricación mucho más perfecta que la que puede proporcionar cualquier otro lubricante liquido convencional, incluso de la mejor calidad.

El grafito soluciona definitivamente los problemas derivados del arranque del motor en frío (causante del 80% del desgaste del motor) dando lugar a un funcionamiento del motor más suave, silencioso, económico y ecológico.

El grafito es un mineral conocido desde la antigüedad por sus reconocidas propiedades súper lubricantes.

El grafito es muy blando (dureza 1 en la escala de Mohs) y es muy flexible. Tiene el tacto graso y mancha cualquier cosa que toca.

El grafito es el único mineral no metálico que conduce bien la electricidad y que, sin embargo, transmite mal el calor.

El grafito es un excelente súper lubricante sólido y estable, capaz de soportar grandes presiones (+25Kgr/cm2), altísimas temperaturas sin descomponerse (+2.000º) y además es totalmente ecológico.

Grafito

No, debido a que los motores modernos son cada vez más rápidos y construidos con espacios entre piezas menores, los aceites deben ser lo suficientemente "delgados" para fluir libremente. Además, logrando películas lubricantes de bajo espesor es posible reducir la fricción interna del motor.
 
Estas conclusiones, resultado de la experiencia de los fabricantes automotrices, se reflejan en las recomendaciones de los manuales de uso del automóvil: las marcas internacionales tienden a recomendar aceites con grado SAE 10W-30 (americanos); 5W-30 (Ford de Europa y Brasil) o aún 0W-20 como Toyota de Japón.


Los aceites multigrados pueden ofrecer ventajas significativas sobre los monogrados:
Arranque más rápido del motor en frío. Se obtiene así menor desgaste del motor en sí, y también una mayor vida útil de la batería y del motor de arranque. Esto se comprueba no solamente en climas fríos rigurosos, sino también a temperaturas ambiente moderadas como 20. La diferencia entre un multigrado y un monogrado en estos casos es notoria. Establece la lubricación adecuada en la mitad del tiempo que un monogrado.
Los multigrado eliminan la necesidad de cambios estacionales del aceite (por ejemplo: SAE 30 en invierno y SAE 40 en verano).
Mejores prestaciones para el trabajo a bajas temperaturas, ya que debido a que los huelgos en los motores modernos son cada vez menores, el aceite debe fluir más rápidamente para llegar a las piezas vitales del motor, especialmente la lubricación del turbocompresor.

Son aceites que se formulan para cumplir con los requerimientos de más de un grado de la clasificación SAE, y por ello se pueden utilizar en un rango más amplio de temperaturas operativas que los aceites de un sólo grado.
Un aceite multigrado se identifica por dos grados SAE. Así, un SAE 5W-40 indica que a bajas temperaturas se comporta como un 5W, y a temperaturas normales de régimen del motor trabaja como un aceite grado SAE 40.


Un lubricante que cumple un solo grado SAE, puede ser un grado de VERANO, o bien de INVIERNO, en el cual el número de SAE va acompañado de la letra "W" por Winter, invierno en idioma inglés. 

No, la norma SAE J 300 va incorporando los requerimientos de los fabricantes de motores, acompañando así el progreso tecnológico. Por ejemplo a partir de junio del 2001, se cambiaron las mediciones de Viscosidad a baja temperatura, y se agregaron tests en las condiciones del cojinete de cigüeñal (ensayo CCS "Cold Cranking Simulator") haciendo a sus requerimientos más severos.

Hay once grados SAE. Seis de ellos incluyen la designación W (por "Winter": invierno en idioma ingles), que indica que la viscosidad fue también medida a baja temperatura. Para los grados que no tienen esta denominación, la viscosidad se especifica a 100°C.

Ellos son :
0W, 5W, 10W, 15W, 20W y 25W (GRADOS DE INVIERNO).
20, 30, 40, 50 y 60 (GRADOS DE VERANO).



No, los grados SAE únicamente representan un nivel de viscosidad o resistencia a fluir, medidas a determinadas temperaturas. En general, cuanta más alta sea la viscosidad, más alto es el grado SAE.

La SAE clasifica los aceites de motor de acuerdo con su viscosidad en:

Monogrados
Multigrados




La viscosidad en frío se caracteriza, según las normas S.A.E por "Un grado de viscosidad invierno". Ej.: S.A.E.10W El número que indica el grado de viscosidad invierno es siempre seguido de la letra W (para "Winter" que quiere decir invierno en inglés).
Cuanto menor es el número, mayor es la fluidez del aceite a baja temperatura o en el momento del arranque.


También es importante para la protección del motor la utilización de un aceite que se mantenga lo suficientemente viscoso. En frío, sin embargo, el aceite tiende a espesarse. Por ello, es importante que se mantenga muy fluido, incluso en temperaturas bajas, para que pueda distribuirse por el motor y proteger así las piezas mecánicas que están en movimiento. En este caso, el aceite también debe facilitar el arranque.

La norma SAE J 300 definió lo que se denomina "Grado de viscosidad" para cada lubricante Ej.: S.A.E. 40 (grado de viscosidad para el verano). Cuanto más elevado es el número mejor es el mantenimiento de la viscosidad a altas temperaturas. En el caso de uso urbano o deportivo, o cuando la temperatura del aire es elevada, el motor soporta altas temperaturas que acentuarán dicho fenómeno.


Metal Babbitt

La sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) clasifica a los aceites de acuerdo a la viscosidad de lubricación y los divide en: monogrados (a estos se les asigna un numero el cual es indicado de su viscosidad) y multigrados (se les asigna dos números y entre ellos se coloca la letra W de Winter que significa invierno en ingles).


En síntesis,

 

¿Conviene un aceite con grado SAE mayor a 40 en un motor nuevo o recién reparado? 

También se comportan muy bien a altas temperaturas, con una película más resistente a altas cargas que la de los aceites monogrado, y esto se refleja en una disminución del desgaste general del motor. Existe un ahorro importante de lubricante, ya que se logra un excelente sellado en la zona entre anillos y pistón, allí donde se produce el mayor pasaje de aceite hacia la cámara de combustión, donde se quema tras lubricar al anillo superior (también llamado anillo de fuego).
Otro beneficio es el ahorro de combustible por:
su mayor fluidez a temperaturas bajas, lo cual reduce las pérdidas de energía en el arranque,
su mayor capacidad para reducir la fricción en las zonas calientes y críticas del motor (anillos de pistón, camisas y balancines de válvulas),gracias a sus aditivos mejoradores de índice de viscosidad.


 

¿Qué es un aceite monogrado? 

 

¿Los grados SAE representan una escala de calidad?

Los aceites monogrados son utilizados cuando la temperatura de funcionamiento varia poco (o en aplicaciones específicas).

Los aceites multigrados responden a la vez a una graduación de invierno y una de verano. Ej.: S.A.E. 10W 40 10W= Graduación de invierno 40= Graduación de verano El aceite multigrado es menos sensible a la temperatura. Esto significa que en invierno permite un arranque fácil gracias a su fluidez.


Norma SAE

Norma SAE (Society of Automotive Engineers) para aceites.
Grafito
Babbit
Trabajo de Campo

Contenido

Los cojinetes con un menor contenido de metales aleados son menos resistentes a la compresión, y los que tienen mayor contenido de metales aleados son más susceptibles de sufrir fisuración; es necesario conseguir un compromiso entre los dos casos para tener una aleación antifricción adecuada.

 

¿Cuáles son las ventajas de un multigrado sobre un monogrado? 

 

¿Qué son los aceites multigrados? 

 

¿Los grados SAE se definieron de una vez y para siempre?  

 

¿Cuántos grados SAE de viscosidad hay? 









Norma SAE para aceites, Lubricantes, Materiales Antifricción

Presentado por

Yomedes Pinto
Andrés Fajardo
Rafael Muñoz
Rafael Barrios
Jesús Jiménez

Presentado a

PhD. Jairo Useche Vivero
Docente

Universidad Tecnológica de Bolívar
Programa de Ingeniería Mecánica
Diseño Mecánico 1P-2014
Cartagena de indias D.T y C., Bolívar
2014


Trabajo de Campo
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