Lubricacion es el proceso o técnica empleada para reducir el rozamiento entre dos superficies

Introducción

La lubricación es el proceso o técnica empleada para reducir el rozamiento entre dos superficies que se encuentran muy próximas y en movimiento una respecto de la otra, interponiendo para ello una sustancia entre ambas denominada lubricante que soporta o ayuda a soportar la carga (presión generada) entre las superficies enfrentadas. La película de lubricante interpuesta puede ser un sólido, (por ejemplo, grafito, MoS2), un líquido (aceite o grasa) o excepcionalmente un gas.

El primero en explicar el fenómeno de la fricción fue un científico ruso, llamado Petroff a quien se atribuye el análisis de un grupo de parámetros adimensionales que explican el comportamiento bajo carga de superficies en contacto, este análisis da un coeficiente de fricción aceptable el cual es usado como referencia para la selección del lubricante.

La correcta lubricación de los mecanismos permite que estos alcancen su vida de diseño y que garanticen la disponibilidad del equipo, reduciendo costos de mantenimiento. Por lo tanto es muy importante, que el personal seleccione correctamente el aceite o la grasa, partiendo de las recomendaciones del fabricante, o si estas no se conocen, calcular el lubricante correcto partiendo de los parámetros de diseño del mecanismo como cargas, velocidades, temperaturas, medio ambiente, etc.

A continuación se presentara de forma más detallada los aspectos generales de este tema además de los parámetros básicos para la selección de lubricantes.

Lubricación

La lubricación se refiere al proceso en el que un fluidos se introduce entre las superficies en contacto de dos cuerpos con movimiento relativo que rozan unidos por una carga, por lo que este fluidos forma una película de separación física entre las superficies de los cuerpos, que reduce la fuerza de deslizamiento y con ello el desgaste mutuo.

En el proceso de lubricación intervienen muchos factores diferentes que hacen de el un tema complejo.

La interacción de dos superficies sólidas en un entorno dado resulta en unas manifestaciones externas:

• Disipación de energía originada por la resistencia al movimiento: la cual se caracteriza por el coeficiente de rozamiento. Esta disipación resulta en una liberación de calor en el contacto, además de una generación de ruido. El hecho de que siempre son dos las superficies sólidas que interaccionan implica que el coeficiente de rozamiento hay que referirlo a ambas superficies. Hablar del coeficiente de rozamiento del acero sin referirlo a la superficie sobre la que contacta es incorrecto y confuso.

• Modificación de las características básicas de las superficies durante el proceso de deslizamiento: Pueden convertirse en más pulidas o rugosas, alterar sus propiedades físicas como la dureza e incluso perder parte del material en un proceso llamado desgaste. Los cambios pueden ocurrir de forma beneficiosa, como en el proceso de rodaje, cuando dos superficies se adaptan a condiciones casi ideales de funcionamiento, o pueden ocurrir de forma desastrosa, cuando se produce un fallo en la superficie de un componente que obliga a reemplazar la pieza averiada, o puede desembocar en la destrucción de la máquina.

Para ello una de las soluciones, de uso común en la industria, al problema de soportar un esfuerzo a través de unas superficies, con un nivel aceptable de fricción y desgaste es la lubricación don estas están separadas por un producto gaseoso, líquido o sólido. En los dos primeros casos, el fluido está sometido a la presión necesaria para mantener las superficies separadas.

La presión puede producirse por un sistema externo de bombeo, lubricación hidrostática, o generarse en el mismo sistema debido a su particular geometría y condiciones de funcionamiento. Este sistema da lugar a la lubricación hidrodinámica y depende fundamentalmente de la viscosidad del fluido. También se utilizan lubricantes sólidos como el grafito y el bisulfuro de molibdeno así como productos viscoplásticos (grasas) obtenidos al espesar un aceite mineral o sintético con un jabón normalmente metálico.

Tipos de Lubricación

Sin la lubricación, cualquiera máquina funcionaría sólo por un corto tiempo. Con lubricación inadecuada, funcionaría por un período también corto debido al excesivo desgaste. Además, las pérdidas de potencia por excesiva fricción, serían inaceptables. Finalmente, las máquinas no funcionarían suave y silenciosamente, y para ellos existen diferentes tipos de películas lubricantes:

a. Lubricación a Películas Gruesas:

• Lubricación Hidrodinámica: se produce, debido al movimiento de las superficies lubricadas, al formarse una zona de convergencia o cuña de aceite, donde hay presión suficiente para mantener separadas las superficies.

Existen dos tipos de películas hidrodinámicas:

- Cuña de Aceite

- Películas Elastohidrodinámicas

o Cuña de Aceite: este tipo de película hidrodinámica, se produce en los cojinetes de deslizamiento y de empuje. La película en estos casos, puede llegar a tener un espesor de hasta 25 micras.

o Películas Elastohidrodinámicas: Es aquella que se utiliza para la lubricación de los rodamientos, tanto de bolas, como de rodillos, con un espesor de 25 a 125 micras.

A medida que la presión sobre un lubricante aumenta, la viscosidad también crece. El aumento de viscosidad, nuevamente sube la presión. De este modo, se crea una película de lubricante que evita el contacto metal-metal. Debido al poco tiempo que tiene para escapar, el grosor de la película, aumenta proporcionalmente a la velocidad. Un efecto interesante que se produce, es que el límite de carga sobre el rodamiento no es función de la resistencia de la película, sino de la resistencia de los materiales del rodamiento, ya que a las presiones existentes en los puntos de contacto, la película de aceite es más rígida que el metal. De esta forma, un aumento en la carga tiene el efecto de deformar más las superficies y aumentar el área de contacto y no de disminuir el espesor de la película.

• Lubricación Hidrostática: En este tipo de lubricación a película gruesa, la presión en el fluido que soporta la carga, es suministrada por una fuente externa y no producida por la dinámica del mecanismo lubricado. Se usa en cojinetes de deslizamiento y cojinetes de empuje que giran a velocidades pequeñas o que por otras razones, no se pueda diseñar para efecto hidrodinámico.

El lubricante inyectado, queda sujeto a un enorme roce o fricción interna, debido a la viscosidad, lo que hace elevar su temperatura. Este calentamiento puede ser negativo, tanto para el aceite,

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