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Grasas DISEO DE COJINETES LUBRICACION

Los componentes de la maquinaria industrial que necesitan grasa lubricante incluyen: Cojinetes, acoplamientos, transmisiones abiertas, y una variedad de otras partes mviles El uso ms extendido de las grasas es el de la lubricacin de cojinetes que son elementos crticos de los equipos usados en aceras, minera, construccin y transporte estas son las industrias que en forma significativa determinan la estabilidad econmica de un pas. Un cojinete es la cmara o soporte para una pieza rotatoria (un eje que rota dentro de un cojinete), o uno que se mueve linealmente (movimiento axial dentro del cojinete). Un cojinete tambin puede restringir de cierta manera el movimiento. Hay dos clases bsicas de cojinetes: Planos y de rodamientos. Los cojinetes planos se basan en el movimiento de deslizamiento entre un elemento estacionario y otro mvil; los rodamientos tienen esferas o rodillos que dan cabida al movimiento entre piezas estacionarias y movibles. En cualquiera de los casos, para prolongar la vida de servicio es esencial contar con una pelcula lubricante que separe las superficies en movimiento. Los cojinetes planos que resisten pesos perpendiculares a sus ejes de rotacin se denominan chumaceras (cojinetes mun); los rodamientos que soportan cargas similares se denominan cojinetes radiales. Cualquiera de estos tipos de cojinetes que soportan pesos paralelos a sus ejes de rotacin se denomina cojinetes de empuje. Los cojinetes pueden ser auto lubricado o lubricarse externamente con aceite o grasa. En general se prefiere la grasa para cargas de impacto, altas temperaturas o, cuando se requieren, buenas propiedades adhesivas a las superficies de los cojinetes y buenas propiedades de sellamiento.

COJINETES PLANOS

Es el tipo ms elemental de cojinete, ya que no contiene partes mviles. En la mayora de los casos un cojinete plano est elaborado de un material o aleacin ms suave que el de la pieza que se desliza o mueve contra ste. Por tanto, el cojinete corre con la mayora del desgaste. Esta es una ventaja econmica importante, puesto que los cojinetes se reemplazan o se ajustan ms prcticamente que los componentes mviles de relativa inaccesibilidad. Los cojinetes planos pueden describirse segn su configuracin, por su movimiento o por el tipo de carga que reciben. Por tanto, las principales categoras de cojinetes planos son: Chumaceras, y guas de empuje.

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Chumaceras Tambin llamados cojinetes mun o de manga, consisten de una cmara cilndrica que soporta el eje rotatorio. El trmino mun se refiere a la parte del eje contenida dentro del cojinete; la manga comnmente se refiere a la configuracin del cojinete. Ambos trminos se usan sinnimamente. Si el cojinete es totalmente cilndrico, diseo de 3600, se le llama completo. Un eje que recibe carga en una sola direccin puede estar soportado por un cojinete mun en forma de cilindro parcial. Tales cojinetes soportan el eje solamente en la zona de carga. Por ejemplo, las gras, los equipos removedores de tierra, etc. usan cojinetes semi cilndricos para soportar las cargas dirigidas contra la parte superior de un eje.

Las chumaceras contienen frecuentemente dos o ms piezas que facilitan su remocin o reemplazo. Por ejemplo, los cojinetes principales del motor del carro tienen dos camisas semicirculares que contienen los muones del cigeal. Las partes se acoplan y se unen con pernos. Cojinetes gua Los cojinetes gua, soportan piezas de la mquina ms recprocas que rotativas; la carga es generalmente menor que la de un cojinete mun. Las superficies inferiores pueden tener ranuras para ayudar a distribuir el lubricante y aliviar la presin. Los equipos que tienen cojinetes gua incluyen las crucetas de cabeza en los motores a vapor y algunos compresores de aire.

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Cojinetes de empuje Los cojinetes de empuje suministran el movimiento axial de un eje rotatorio. Comnmente se usan en conjunto con las chumaceras y se lubrican mediante la grasa que se escapa por las puntas del alojamiento de los cojinetes.

Lubricacin de cojinetes planos La forma de lubricar un cojinete plano depende de las condiciones que afectan la capacidad de ste de desarrollar una pelcula fluida, que permita soportar la carga y que pueda separar las superficies del cojinete y del mun. Si dicha pelcula no se produce (o antes de que se produzca) el modo de lubricacin se denomina de pelcula lmite, o pelcula mixta, lubricacin en la que las superficies no estn completamente separadas y ocurre algn contacto metal con metal. Y si se forma una pelcula lubricante con suficiente presin para separar las superficies del cojinete y del mun, se da origen a la lubricacin hidrodinmica o lubricacin de pelcula fluida total. Lubricacin lmite Cuando el eje est en reposo o a bajas velocidades (generalmente a la iniciacin), y/o bajo altas cargas, entran en contacto las asperezas de la superficie del cojinete y del mun. La lubricacin en estas condiciones depende de la naturaleza de las superficies que se tocan, de la descomposicin de los productos lubricantes presentes, o de los aditivos de accin superficial que forman una pelcula delgada y suave, sobre las superficies de metal y que previenen la adherencia de uniones metlicas para reducir la friccin. Fig. (a). En vista de la generacin de niveles relativamente altos de friccin y calor, y el consecuente alto ndice de desgaste de la superficie, la lubricacin lmite no sera el modo de operacin ms deseable. Sin embargo, hay veces en que es totalmente inevitable.

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En cuanto el mun empieza a rotar, asciende por la superficie del cojinete en direccin opuesta a la rotacin, Fig.(b). Una capa de grasa se adhiere al mun y rota con l. Esta capa es llevada al espacio de convergencia entre el mun y el cojinete y empieza a formar una pelcula delgada fluida. El mun rota con la pelcula hasta

que una cantidad suficiente de fluido haya sido llevado al espacio de convergencia para separar ms an las superficies, Fig.(c). Una capa de grasa se adhiere al mun y rota con l, otra capa se adhiere a la superficie del cojinete y queda fija. Las capas de grasa de la pelcula se deslizan entre las capas exteriores; las ms cercanas al mun son las que se mueven ms, mientras aquellas capas ms cercanas al cojinete se mueven menos. Lubricacin hidrodinmica A medida que se aumenta la velocidad, la accin de cua del lubricante se mueve en la direccin de la rotacin. La presin sobre la pelcula se hace mayor, de forma que el mun va ahora montado en una pelcula de fluido, efectundose la lubricacin hidrodinmica, Fig.(d). Si se aumenta suficientemente la carga sobre el cojinete, la pelcula hidrodinmica puede romperse y el cojinete regresar al modo de lubricacin lmite. La grasa debe introducirse al cojinete por donde sea menor la presin del fluido, el punto de mxima holgura dentro del cojinete. A menudo, se aaden ranuras al interior de la superficie del cojinete para aligerar la presin y almacenar lubricante de reserva. Cuando la carga va en una direccin, las ranuras del eje que van a lo largo de la superficie del cojinete y localizadas en reas de baja presin no alterarn la pelcula lubricante y pueden aliviar la presin.

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Cuando la direccin de la carga es variable, la localizacin de presin extrema dentro del cojinete tambin es variable. Bajo estas condiciones, las ranuras anulares o circunferenciales bien espaciadas aligerarn la presin sin interrumpir substancialmente las pelculas lubricantes. Las ranuras axiales deben ser biseladas, de manera que la grasa lubricante sea arrastrada ms fcilmente de la ranura, por el eje rotatorio. Seleccin del lubricante La escogencia entre lubricacin de aceite o grasa depende de la relacin de la velocidad del mun a viscosidad. Las velocidades ms lentas del mun requieren viscosidad ms alta, mientras que las velocidades altas necesitan de un aceite de cuerpo liviano. Los cojinetes diseados para marchas de baja velocidad tienen, generalmente una tolerancia relativamente amplia entre el eje y el alojamiento, mientras que los cojinetes de alta velocidad tienen una tolerancia mucho ms pequea.

Tambin debe tenerse en cuenta la carga en un cojinete, cuando se escoge un lubricante. La grasa o el aceite seleccionados deben tener suficiente cuerpo o viscosidad para mantener una pelcula fluida continua y los aditivos necesarios para dar una proteccin adecuada. COJINETES CON ELEMENTOS RODANTES

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Estos cojinetes tienen esferas o rodillos situados entre un alojamiento fijo y un mun movible, los rodillos pueden ser cilndricos, esfricos o cnicos. A los rodamientos con rodillos relativamente largos, de dimetro pequeo se les denomina cojinetes de agujas. Se puede conseguir aumento de la capacidad aadiendo filas de rodillos o, en el caso de cojinete de aguja, eliminando el retenedor y aadiendo rodillos. A los rodamientos se les llama con frecuencia cojinetes antifriccin, aunque la friccin del torque de un cojinete plano de pelcula total de fluido, puede ser tan baja como la de los rodamientos. Sin embargo la friccin de inicio en un cojinete plano es generalmente ms alta que de la de un rodamiento. Los elementos rodantes generalmente estn encerrados entre anillos llamados pistas, tpicamente el anillo exterior es fijo y el anillo interior est unido a un eje rotatorio. Distinto a los cojinetes planos, los cojinetes de rodamientos, estn hechos de aleaciones de acero duro, porque los pequeos rodamientos deben soportar una gama amplia de cargas y las presiones en la superficie de contacto de la unidad pueden ser muy altas. La mayora de rodamientos utilizados en la industria se lubrican con grasa. Cojinetes de bolas Los cojinetes de bolas son, quiz, el tipo s familiar de rodamientos. Los cojinetes radiales de bolas contienen el movimiento rotatorio de un eje y funcionalmente son similares al cojinete mun sencillo. Los cojinetes de empuje de bola son funcionalmente equivalentes a los cojinetes de empuje planos. El ensamblaje de un cojinete de bola incluye: bolas, un retenedor, anillos, eje rotatorio y el alojamiento de soporte. Las bolas estn hechas de acero endurecido y brillado pulido. Un retenedor o espaciador de las bolas las mantiene en su sitio, y ruedan entre los anillos que tambin deben haber sido pulidos. Los alojamientos de los cojinetes difieren dependiendo del diseo y de su aplicacin y sirven para soportar el cojinete y contener el lubricante. Generalmente se proveen sellos apropiados para que ni el agua, ni el polvo, ni la mugre u otros contaminantes externos lleguen a los componentes del cojinete y para prevenir el escape del lubricante del alojamiento.

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Cojinetes de rodillos

El ensamblaje de un cojinete de rodillos consiste de: rodillos, un retenedor, pistas, un eje, un alojamiento y sellos. Tal como en el caso de cojinetes de bolas, las superficies de contacto de los rodamientos deben contar con una superficie finamente terminada para que trabajen con el mximo de eficiencia. Cojinetes de rodillos cilndricos El tipo ms bsico de estos cojinetes contiene rodillos cilndricos colocados entre los anillos. Los rodillos no son verdaderos cilindros, pero generalmente estn coronados o tienen extremos reducidos para aminorar la concentracin de fuerza del contacto rodillos-anillo. Los rodamientos cilndricos pueden llevar cargas radiales pesadas y pueden funcionar a alta velocidad. Cojinete de rodillos cnicos En razn a su geometra cnica rodillo-anillo, este cojinete puede llevar cargas pesadas tanto radiales como cargas de empuje. Este cojinete verstil es bastante popular en la industria automotriz. Rodamientos esfricos Esta clase utiliza rodillos convexos o abarrilados que dan cabida a altas cargas radiales y de choque y suministran un alto grado de autoalineacin. Sin embargo tienen cierta limitacin de velocidad. Cojinetes de agujas Los cojinetes de agujas contienen rodillos cilndricos con una alta relacin longitud dimetro, dan do la mayor capacidad de carga para un espacio radial dado de cualquier

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cojinete rodante. Generalmente este tipo no tiene pista interior y puede dar cabida a movimiento oscilante. Los cojinetes de aguja sin un retenedor o jaula y con un complemento total de rodillos poseen una gran capacidad de carga pero tienen limitaciones de velocidad. Los cojinetes de aguja con un retenedor, contienen menos rodillos, por lo tanto tienen menor capacidad de carga pero pueden funcionar a velocidades ms altas.

LUBRICACION DE RODAMIENTOS

El lubricante para estos cojinetes tiene tres funciones individuales:

-Reducir la friccin tanto rodante como deslizante.

-Proteger, las superficies de los elementos rodantes y de las pistas, contra la corrosin y el desgaste. Esto es crtico para la vida activa del cojinete (duracin).

-Actuar como sellante.

Causas de friccin La accin rodante es la causa predominante de friccin de un rodamiento. La friccin de rodamiento se origina por la deformacin del metal cuando la bola o rodillo presionado por el peso, se mueve por la superficie de un pista. La acumulacin de material deformado que precede al elemento rodante opone resistencia al movimiento, lo que a su vez, produce calor por friccin. Otras causas menores de calor por friccin en los cojinetes incluyen deslizamiento, desprendimiento y accin abrasiva.

Se produce una pequea cantidad de friccin cuando los espaciadores entre los cojinetes to-can el canal de rodadura. Tambin se produce friccin, por el desprendimiento de los rodantes. Esto ocurre en el rea del cojinete que no lleva peso, donde la holgura entre los elementos del cojinete y el canal de marcha es mxima.

Los desprendimientos tambin se aumentan con la desaceleracin de la velocidad, porque la reduccin de la fuerza centrfuga sobre el cojinete, logra una liberacin ms grande, de fuerza opuesta.

La friccin puede provenir tambin de la corrosin u oxidacin de las superficies metlicas que produce partculas abrasivas de xido.

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Pelculas EHD Los principios que rigen la lubricacin de los cojinetes con elementos rodantes, tambin llamados rodamientos, son distintos a los de cojinetes planos. En los cojinetes planos de pelcula fluida completa, la carga del eje est soportada por una pelcula lubricante hidrodinmica continua que mantiene separadas las dos superficies de contacto.

En los cojinetes rodantes, las presiones unitarias son extremadamente altas, entre los elementos rodantes, relativamente pequeos y sus pistas (ca

nales de rodadura). Los lubricantes sujetos a alta presin dentro de la zona de contacto de un rodamiento, sufren un dramtico aumento de la viscosidad. Este aumento de la viscosidad permite a la pelcula lubricante soportar altas fuerzas de contacto, a la vez, que previene el contacto; entre las superficies. Las presiones de esta magnitud no existen en la pelcula fluida total del cojinete plano y por lo tanto no se afecta la viscosidad del lubri-cante.

Las altas presiones del contacto en un cojinete rodante, deforman elsticamente tambin las superficies rodantes, para ampliar el rea de contacto que soporta la carga. La combinacin de la deformacin de la superficie y la accin lubricante hidrodinmica, produce una pelcula lubricante delgada elastohidrodinmica (EHD), que provee lubricacin a las zonas de contacto de los elementos rodantes del cojinete.

Lubricacin con grasa Las grasas proveen una pelcula lubricante a la superficie de los elementos rodantes, separadores y canales de rodadura. En realidad el lubricante es una fina pelcula de aceite

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que se libera cuando la red fibrosa tridimensional de la grasa se quiebra por el esfuerzo cortante. Solamente se malogra la parte de la grasa en contacto ntimo con las superficies movibles, el resto permanece intacto y funciona como sellante.

Cuando un cojinete recientemente cargado empieza a girar, la grasa es lanzada desde los elementos rodantes y puesta a circular rpidamente por el alojamiento. Despus de corto tiempo la grasa del anillo rotatorio externo es lanzada de regreso a los elementos rodantes, donde se produce el corte.

Este ambiente turbulento al iniciar la rotacin, crea calor de friccin que alcanza un mximo y que despus disminuye gradualmente, a medida que la accin continua de corte libera la pelcula de aceite lubricante. Al tiempo que se efecta la lubricacin, la temperatura del cojinete que se ha cargado apropiadamente bajar y asumir un equilibrio.

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COMPOSICION Y CARACTERISTICAS DE LAS GRASAS

La facultad de las grasas lubricantes de operar en tan diferentes aplicaciones, bajo una amplia variedad de condiciones y medios ambientales, constituyen un testimonio de la flexibilidad de su composicin. Las grasas son frmulas complejas de espesantes, componentes estructurales, bases fluidas y aditivos diseados para cumplir los requisitos de aplicaciones especficas.

Cuando se usan como lubricantes, las grasas tienen un comportamiento muy parecido al de los aceites. Reducen la friccin proveyendo una pelcula que separa superficies en movimiento. Sin embargo, tienen la ventaja de permanecer don-de se aplican, y tienen menos probabilidad de escapar de una mquina o de las superficies que lubrican, si se encuentran bajo efectos de la fuerza de gravedad o fuerzas centrfugas.

Al mismo tiempo, las grasas pueden formar un sello efectivo contra las hmedas y los contaminantes slidos.

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COMPONENTES ESTRUCTURALES DE LA GRASA

La grasa tiene dos componentes estructurales bsicos: un agente espesante y el fluido lquido, o base fluida en el que se dispersa el agente espesante. Muchos tipos y combinaciones de espesantes y fluidos base, junto a modificadores de estructura suplementaria y aditiva de desempeo, le dan sus caractersticas especiales a las frmulas finales de grasa. Al examinar, bajo una alta ampliacin, una grasa basada en un jabn, se nota una malla tridimensional de fibras de jabn microscpicas. La forma de actuar de una grasa, se ha explicado como si esta malla actuara como una esponja y atrapara molculas de aceite, que luego seran liberadas al aumentar la presin y la temperatura. Sin embargo, parece ser que el mecanismo de accin de una grasa es an ms complicado, y que la grasa es un lubricante efectivo. Esto se demuestra con el hecho de que, analizando el material en superficies lubricadas con grasa, muestra que contiene la misma concentracin de agente espesante, sin haber un exceso de aceite base. Se piensa que las fibras del jabn utilizado como agente espesante, se mantienen juntas gracias a fuerzas moleculares dbiles. Esto da a la grasa, en un comienzo, una estructura relativamente slida. Pero al someterla a un incremento en la presin o la temperatura, las uniones entre las fibras se rompen y dejan fluir la grasa. Al terminar el esfuerzo, las uniones vuelven a formarse y la grasa vuelve a su consistencia original.

ACEITES BASE

Las bases de los lubricantes utilizados en la formulacin de grasas son generalmente de origen mineral (petrleo) o sinttico, aunque los aceites vegetales tambin son usados en aplicaciones especializadas. Las bases sintticas pueden elaborarse de petrleo o de aceite vegetal comestible y se les acondiciona para el trabajo que deben realizar. Los aceites lubricantes son los componentes principales de las frmulas de grasa y, como tales, ejercen gran influencia en l comportamiento de la misma. Al formular una grasa, se escoge generalmente la viscosidad del aceite base que tie-ne similitud al que normalmente se escogera si el equipo se lubricara con aceite. Por ejemplo, un aceite liviano podra escogerse para formular una grasa lubricante apropiada para cojinetes de car-ga liviana y alta velocidad. Por otro lado, un equipo de carga pesada y lento movimiento necesitara de un aceite de alta viscosidad. La resistencia de una grasa a la oxidacin puede ser deficiente si su componente de aceite base, tiene un ndice de viscosidad bajo o molculas polinucleares aromticas. Se prefieren los aceites parafnicos de alto ndice de viscosidad por su innata y buena estabilidad a la oxidacin, pero su falta de compatibilidad con algunos jabones espesantes de calcio y sodio puede exigir el uso de aceites naftnicos. En tales casos, se hacen necesarios los inhibidores suplementarios de oxidacin.

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Una propiedad pobre de baja temperatura de un aceite base no siempre define l comportamiento de una grasa terminada, puesto que ciertos espesantes pueden por s mismos funcionar como depresores del punto de fluidez. La compatibilidad con sellos de caucho, puede estar influenciada por el tipo de aceite base presente. Los aceites parafnicos ejercen un efecto mnimo sobre stos, mientras que los aceites naftnicos pueden hacer que el material sellante se infle.

Aceites sintticos

Los fluidos sintticos estn incrementando su importancia, en grasas diseadas para aplicaciones especiales, en temperaturas extremas, estos incluyen: Polialfaolefinas, disteres, poliglcoles, steres e hidrocarburos halogenados, bases sintticas. Exceptuando los fluidos de poliglicol, todos tienen viscosidades en la escala de aceites minerales HVI ms ligeros. Sus ndices de viscosidad y puntos de chispa, son ms altos y sus puntos de fluidez son considerablemente ms bajos.

Esto los convierte en valiosos componentes de combinacin cuando se mezclan aceites de servicios extremos en altas y en bajas temperaturas.

Las principales desventajas de los sintticos es que son ms costosos que los aceites minerales. Esto limita su utilizacin en grasas y aceites para especialidades. Los steres tienen la desventaja adicional de tener ms tendencia a inflar los sellos que los hidrocarburos, por tanto, se debe tener precaucin cuando se les usa en aplicaciones en las que puedan entrar en contacto con elastmeros diseados para usarse con aceites minerales.

Agentes espesantes con base en jabn metlico

Los jabones se forman cuando un cido o ster graso de origen vegetal o animal se combina con un lcali o hidrxido metlico y reacciona, o se saponifica, generalmente por aplicacin de calor, presin o agitacin. La estabilidad mecnica y propiedades reolgicas de la grasa final resultan de la estructura de fibra dada por el jabn de metal. El agua llega durante el proceso como un derivado. Por tanto el sistema de fabricacin en s mismo es una conveniente fuente de agua. Una pequea porcin del agua que se forma por la reaccin de saponificacin puede retenerse durante el proceso.

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Esta agua, hidroliza una cantidad equivalente de jabn metlico, resultando en cido carboxlico libre que ayuda en la dispersin de las molculas de jabn. Cantidades ms grandes de agua se incorporan algunas veces dentro del marco molecular y se convierten en elementos estructurales esenciales como el caso de las grasas de calcio convencionales. Jabones de calcio, el jabn convencional de calcio o grasas a base de cal se prepara median-te la reaccin de cidos o steres grasos con hidrxido de calcio en un medio de aceite mineral. Como resultado de las fibras pequeas y estrechamente ajustadas que constituyen su marco estructural, el producto que as se produce tiene una textura suave. Las principales ventajas de las grasas de jabn de calcio son:

-Quizs las ms baratas para fabricar entre las grasas a base mineral.

-No son emulsificables en agua por tanto, resisten el arrastre desde los cojinetes. A bajas temperaturas no sufren transformacin de fase y por lo tanto mantienen capacidad de bombeo.

Sus mayores desventajas son:

-La temperatura mxima de funcionamiento de las grasas a base de jabn de calcio, estabilizada en agua es de solo 80

0 C; las grasas derivadas de 12-hidroxisterico pueden

funcionar 1200 -130

0 C.

-Las grasas de jabn de calcio se utilizan principalmente para lubricar bombas de agua,

lazos de alambre y partes de maquinaria que funcionan bajo condiciones ligeras.

-Su utilizacin en cojinetes planos y de rodamientos est severamente limitada por su baja estabilidad trmica y susceptibilidad al corte.

Cuando se involucran cidos grasos simples, la adsorcin de agua durante la reaccin de saponificacin, es un factor crtico para lograr una estructura grasa estable. Si el agua de la hidratacin se hace salir, la red fibrosa caracterstica se rompe para producir ablandamiento y por ltimo, separacin de fase. Si el jabn contiene el cido 12-hidroxiesterico, no se necesita el agua de la hidratacin. Las grasas de calcio anhidro 12-hidroxiesterato son de hecho, ms trmicamente estables, que las grasas de jabn de calcio hidratadas convencionalmente.

Jabones de sodio, El espesante de las grasas a base de sodio se forma mediante la reaccin de cidos o steres grasos con hidrxido de sodio en un medio de aceite mineral. Las grasas de jabn de sodio tienen une estructura esponjosa.

Estas grasas han sido desplazadas significativamente en las aplicaciones industriales por su falta de versatilidad. Igualmente las grasas de jabn de sodio son bastante limitadas para aplicaciones en cojinetes modernos, en razn a su alto grado de solubilidad en agua. Por tanto, estas grasas estn totalmente descartadas para uso en aceras, en donde los cojinetes estn sometidos a la cada de grandes volmenes de agua. Las grasas sdicas tambin son susceptibles de transformaciones de fase y de endurecimiento.

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Sin embargo las grasas sdicas poseen ciertos perfiles positivos que las hacen tiles en algunos cojinetes de rodamientos, cojinetes de alta velocidad y engranajes. Sus ventajas incluyen:

Excelentes propiedades inhibidoras de la corrosin y oxidacin.

- Buena estabilidad a alta temperatura.

- Estabilidad promedio al corte.

-La mxima temperatura de operacin de las grasas de sodio en los rodamientos, es alre-dedor de 100

0 C aunque las grasas de sodio con 12-hidroxiesterato son algo ms estables

trmicamente.

Jabones de Litio, Los jabones de litio son los ms importantes y verstiles de las grasas a base de jabn y tienen por lo menos el 50% de la produccin de grasa. Las grasas de litio se preparan mediante la reaccin de cidos grasos o steres con hidrxido de litio en aceite mineral. Estos tienen una textura suave y fibrosa.

Las ventajas de las grasas de litio incluyen: -Excepcional estabilidad al corte; conveniente Caractersticas de las Grasas y Aplica para

utilizar en los cojinetes planos de alta velocidad y en rodamientos.

-Altos puntos de goteo y buena estabilidad trmica. La temperatura mxima de servicio se acerca a los 140

0 C.

-Buena tolerancia al agua; resiste el arrastre en los cojinetes de fresadoras.

-La proteccin contra la corrosin y la oxidacin es por lo menos igual a la de las grasas de sodio.

-Los aditivos (inhibidores de corrosin, inhibidores de oxidacin, agentes EP) muestran generalmente mayor respuesta que otros medios de jabn; por tanto las grasas de litio se pueden acomodar fcilmente a condiciones y ambientes especficos.

-Excelentes propiedades sellantes.

Algunos estudios de los espesantes de jabn de litio sugieren que la relativa falta de solubilidad del jabn en aceite lleva a una estructura de malla de grasa ms fina que a su vez reduce la separacin del aceite durante el servicio. Caractersticas de las Grasas y Aplicaciones

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Espesantes con base en jabones complejos

Las grasas de jabones complejos s desarrollaron para soportar las temperaturas de peracin ms elevadas de los equipos modernos. La estructura del espesante se forma mediante la reaccin simultnea de un derivado de cido graso y algn otro componente polar llamado agente de complexin, con un componente bsico. Por ejemplo, correaccionando el cido 12-hidroxiesterico y un cido azelaico con hidrxido de litio se produce una estructura de malla ms intrincada que la de un jabn de litio simple. Los agentes de complexin tienen usualmente un peso molecular ms bajo que un derivado del cido graso. Jabones de complejo de calcio, las grasas de complejo de calcio se usan para lubricar los rodamientos que trabajan a temperaturas de 160

0200

0 C. (comparados con una temperatura

mxima de funcionamiento de solo 900 C para las grasas de jabn de calcio sencillo). Ms

all de este rango empiezan a desestabilizarse y a liberar cetonas. Estas grasas se preparan mediante reaccin de una mezcla de cido esterico o 12-hidroxiesterico y un cido orgnico de menor peso molecular comnmente cido actico con un exceso de hidrxido de calcio en un medio de aceite mineral. Las temperaturas de reaccin inicial se mantienen bajas para evitar la volatilizacin de los agentes de complexin. As como el agua se va desalojando en el transcurso de la reaccin, las temperaturas suben gradualmente. Jabones de complejo de litio, los jabones de complejo de litio toleran temperaturas ms altas y ofrecen una vida til ms larga que la de sus equivalentes de jabones simples. Tpicamente, los puntos de goteo estn por encima de 260

0 C, o cerca de 80

0 C ms altos que aquellos de las grasas de litio

convencionales. La temperatura mxima de servicio de las grasas de complejo de litio es alrededor de 175

0C, mientras que las grasas de litio simple generalmente no toleraran temperaturas de servicio por

encima de los 1400 C.

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Jabones de complejo de aluminio, las grasas de complejo de aluminio se preparan usualmente mediante la reaccin de la mezcla de un cido graso, cido benzoico y agua con isopropxido de aluminio en un medio de aceite mineral. Si la proporcin de cido graso sobre el cido benzoico se aumenta, la solubilidad en aceite del espesante de complejo se aumenta, pero la estabilidad estructural se disminuye. Las grasas de complejo de aluminio de ptima composicin, tienen puntos de goteo cercanos a los 260

0C, mientras que las

grasas de jabn de aluminio sencillo pueden tener un punto de goteo de solo 1100 C.

Adicionalmente a las buenas propiedades de alta temperatura que tienen, las grasas de complejo de aluminio son estables al corte y resisten el arrastre del agua. Por tanto, son una alternativa competitiva de las grasas de complejo de calcio para la lubricacin de los cojinetes de rodamientos. Su principal desventaja se refiere a una mala resistencia a la corrosin y la oxidacin que a menudo no se puede corregir fcilmente con aditivos suplementarios.

Espesantes orgnicos

Los espesantes orgnicos, no poseen jabones, los ms utilizados son las polireas, que se preparan mediante la reaccin de isocianatos con aminas. Qumicamente el producto se puede presentar as:

Cuando se incorporan a la cadena de polmeros grupos de acetatos, se puede aplicar la denominacin de Complejo de acetato de polirea. Las grasas de polireas se caracterizan por su buena resistencia al agua y buena estabilidad trmica. Por su durabilidad, las grasas polireas se usan frecuentemente en los cojinetes de sellado permanente, que se llenan durante el ensamblaje, se sellan y trabajan sin relubricacin durante la vida normal del equipo. Las grasas de polirea necesitan de procesos ms sofisticados y sus materias primas son ms costosas que las grasas convencionales. La mala capacidad de bombeo de ciertas grasas de polirea limitan su uso en los sistemas centralizados grandes. Otros espesantes sin jabn, los ejemplos de otros espesantes orgnicos sin jabn incluyen sales de cidos tereftlicos; cidos fosfricos, cidos tiofosfricos y cidos fosnicos; y polietileno, policarbohidratos y polietilenos halogenados. Estos se usan en pocas aplicaciones comerciales y en su mayora son solo de intereses acadmicos.

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Espesantes inorgnicos Influencia del espesante sobre las caractersticas de la grasa Las caractersticas particulares de las grasas basadas en espesantes inorgnicos, bsicamente arcilla y slice, las ha hecho tiles en aplicaciones especiales: Arcillas, dos arcillas la bentonita y hectorita son los agentes espesantes inorgnicos ms importantes. Las grasas basadas en estos materiales son funcionales en rangos de temperatura extremadamente amplios porque carecen de puntos de goteo y resisten otras transformaciones de fase. Por tanto, las grasas a base de arcilla son valiosas para aplicaciones aerospaciales. Ciertos aditivos de desempeo incluyendo sulfonatos, naftenatos de plomo y algunos com-puestos organofosfricos (se sabe que son incompatibles con las grasas de arcilla porque tienden a desestabilizar la estructura de gel). Slice, los agentes espesantes con base slice se preparan mediante el tratamiento fino del silicato sdico disperso con di-isocainatos o epxidos. La estructura de gel resultante es ms bien amorfa que cristalina. En razn de su tolerancia a la radiacin, las grasas de slice que contienen fluidos de base aromtica se usan frecuentemente para lubricar los rodamientos en las plantas nucleares (rodamientos de turbinas y generadores). Influencia del espesante sobre las caractersticas de la grasa

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ADITIVOS

Los aditivos qumicos pueden alterar en forma significativa el desempeo de las grasas lubricantes. Los facto-res que influyen en la seleccin del aditivo son:

-Exigencias de desempeo (aplicacin del producto).

-Compatibilidad (reacciones sinrgicas/antagnicas).

-Consideraciones ambientales (aplicacin del producto, olor, biodegradabilidad, residuos de descomposicin).

-Color.

-Costo.

La mayora de los aditivos descritos son qumicamente activos, es decir, producen su efecto a travs de una reaccin qumica ya sea dentro del medio lubricante o sobre la superficie metlica. Los aditivos qumicamente activos incluyen: Inhibidores de oxidacin, inhibidores de herrumbre y de corrosin Agentes antidesgaste y de extrema presin E.P. Los modificadores de estructura y espesantes tambin pueden incluirse en esta categora, al igual que los polmeros que mejoran las propiedades adherentes y de resistencia al agua. Por otra parte, los aditivos qumicamente inertes afectan unas propiedades fsicas de la grasa tales como estructura, reologa o tolerancia al agua.

Los aditivos qumicamente inertes incluyen: - Modificadores de la viscosidad. - Depresores del punto de fluidez. - Agentes antiespumantes. - Emulsificadores. - Demulsificadores. - Aditivos de las grasas.

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Inhibidores de Oxidacin Como los aceites lubricantes, las grasas bajo condiciones de oxidacin producen materiales inestables llamados perxidos. Una vez formados, los perxidos se descomponen rpidamente y forman otros materiales que son incluso ms susceptibles de oxidacin. El proceso es una reaccin en cadena que se acelera por el aumento de la temperatura y que se cataliza mediante ciertos meta-les particularmente aquellos presentes en los agentes espesantes con base de jabn. Los productos finales de la oxidacin son gomas, lacas y materiales acdicos. En la composicin de grasas, la oxidacin se manifiesta en cualquiera o la combinacin de los siguientes sntomas:

-Resecamiento y agrietamiento. -Aumento de penetracin.

-Disminucin de punto de goteo. -Aumento de absorcin de oxgeno.

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-Aumento de la acidez. Los sedimentos en los cojinetes son las seales ms obvias de oxidacin en el servicio.

Funcin: los inhibidores de oxidacin funcionan combinndose preferencialmente con los perxidos o especies radicales, por tanto, terminando la reaccin en cadena de radicales libres. Los inhibidores se destruyen gradualmente durante el proceso. La resistencia natural de la oxidacin de una grasa y el efecto de un inhibidor de oxidacin dado, depende del tipo de espesante, la acidez relativa o la basicidad del sistema y la naturaleza del compuesto del aceite base.

Las grasas espesadas con jabn frecuentemente dificultan su inhibicin porque los metales actan como catalizadores de la oxidacin. Los espesantes a base de arcilla tambin son difciles de inhibir pero por diferentes razones. Los espesantes de bentonita tienen afinidad por ciertos aditivos, tales como aminas aromticas, y tienden a absorber esos aditivos en la superficie de las plaquetas. Por tanto se consumen los aditivos de la fase de aceite y se reduce la resistencia a la oxidacin.

La naturaleza de los constituyentes de los aceites naftnicos o parafnicos pueden afectar la respuesta del inhibidor. Los aceites naftnicos de bajo ndice de viscosidad son naturalmente me-nos resistentes a la oxidacin, posiblemente a causa de su polaridad y el contenido aromtico. Las grasas que contienen aceites parafnicos de altos ndices de viscosidad son innatamente ms estables y ms rpidamente inhibidas (Alvania, Retinax).

Inhibidores de Herrumbre La corrosin de los componentes de los cojinetes de hierro y acero causada por la presencia de oxgeno atmosfrico y de agua pueden causar serios daos. La proteccin de las superfi-cies de metales contra la herrumbre es especialmente importante en las aplicaciones de las aceras en los que grandes volmenes de agua de enfriamiento maltratan los cojinetes y don-de se espera que las grasas lubricantes en funcionamiento absorban mucha ms agua sin disminuir su desempeo.

Funcin: los espesantes y modificadores de estructura frecuentemente generan propiedades naturales de resistencia a la herrumbre pero si las condiciones lo exigen se podran requerir inhibidores suplementarios. Usualmente estos son compuestos de alta polaridad solubles en aceite que funcionan por adsorcin en superficie de metal para formar una delgada pelcula protectora que excluye aire y agua.

Extrema Presin Agentes antidesgaste

Las grasas se formulan con agentes de extrema presin (EP) para prevenir desgaste en condiciones de altas temperaturas, cargas pesadas o periodos de operacin muy extensos. Los qumicos que sirven como agentes de extrema presin generalmente contienen azufre, cloro, fsforo, me-tales o combinaciones de estos elementos. Funcin: los agentes de extrema presin funcionan bajo condiciones de lubricacin lmite, en las que, las superficies metlicas estn en contacto ntimo. Cuando las superficies se mueven unas contra otras, la colisin de las asperezas de la superficie produce elevaciones

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localizadas de temperatura que activan los agentes EP, se forman distintos compuestos qumicos e inmediatamente se adhieren en forma de pelcula delgada sobre la superficie metlica. Las pelculas de sulfuro, cloro y fsforo cortan ms fcilmente que el metal mismo; por tanto se genera menos calor por friccin y se reduce el peligro de soldadura severa.

Llenadores slidos

Los llenadores que frecuentemente se denominan aditivos fsicos o lubricantes secos son materiales slidos orgnicos o polmeros que tienen como fin dar a las grasas proteccin EP y durabilidad. Algunos ejemplos incluyen: - Bisulfuro de molibdeno. - Grafito. - Oxido de zinc. Estos materiales son muy tiles en especial para evitar que los cojinetes con carga pesada rocen y se agarroten.

Distinto a los agentes EP orgnicos convencionales, los llenadores slidos no producen su efecto reaccionando qumicamente con superficies metlicas.

Bajo condiciones lmites, los slidos suspendidos se sedimentan fsicamente en la superficie metlica y producen pelculas de baja fuerza cortante. Por ejemplo en el caso del bisulfuro de molibdeno, los tomos de azufre se adhieren fuertemente a la superficie del metal mientras se forman enlaces dbiles entre los tomos de azufre y las molculas adyacentes. Cuando comienza el corte los enlaces dbiles azufre-azufre se parten y las mo-lculas se resbalan fcilmente una sobre otra.

Despus de que la pelcula de lubricante hidrodinmica se ha roto queda una pelcula slida en el rea de contacto que no permite que ocurra calor por friccin. Los llenadores slidos y agentes orgnicos EP producen el mismo efecto final por medios fsicos y qumicos respectivamente. PROPIEDADES DE LAS GRASAS Propiedades de flujo Al aplicar presin a un lquido normal, tal como un aceite lubricante, empezar a fluir an con una presin muy baja. A cualquier temperatura, la tasa de flujo (o tasa de corte) es proporcional a la presin aplicada (esfuerzo cortante), en un amplio rango de condiciones. La viscosidad del lquido (la relacin entre el esfuerzo cortante y la tasa de corte) permanece siempre constante. Las grasas, por lo contrario, dada su estructura semislida, se comportan en forma diferente. Cuando se aplica presin a una grasa, sta no comienza a fluir hasta que se

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alcanza una presin crtica, que se conoce como lmite elstico aparente. A medida que se aplica ms presin, la tasa de flujo aumenta an ms y la viscosidad de la grasa disminuye. La viscosidad observada de una grasa es llamada viscosidad aparente y vara con la temperatura y la tasa de flujo. La viscosidad aparente de una grasa est principalmente determinada por la viscosidad del aceite base. Al conocerse su grado de viscosidad a una temperatura y a una tasa de flujo especficas, se puede dar una buena idea de las propiedades de desempeo de la grasa y puede ser til para predecir la tendencia de la grasa, a escaparse de las pistas de los rodamientos. La viscosidad aparente se mide forzando muestras de grasas a travs de tubos capilares con caudales conocidos. Con la dimensin de los capilares, el caudal y la presin requerida para forzar la grasa por los capilares, se puede determinar la viscosidad aparente.

CONSISTENCIA La consistencia de una grasa es una medida de su suavidad o dureza. Esta vara con la temperatura, dependiendo principalmente de la cantidad y clase de espesante utilizado. Tambin influye la clase del aceite base y las condiciones bajo las cuales trabaja la grasa. La consistencia de la grasa a base de jabn, depende de los siguientes parmetros relacionados con el espesante. - Cantidad de jabn. - Dimensin de la cadena de cidos -Grado de separacin. -Cantidad de no saturacin. -Presencia de grupos polares en la cadena de cidos grasos. -Inclusin de modificadores especiales de estructura. -Tamao de partcula.

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El aumentar la cantidad de jabn produce casi siempre el respectivo incremento de consistencia o la dureza. Los cidos grasos con cadenas de longitud de 18 carbones, son usualmente las ms utilizadas. Longitudes de cadena ms larga causaran ablandamiento por su alta solubilidad en aceite, mientras que cadenas ms cortas tambin originaran ablandamiento, debido al mal contacto por la limitada solubilidad en aceite.

La presencia de cadenas ramificadas reduce la consistencia, porque producen una estructura cristalina no uniforme. Las molculas no saturadas de cido graso no se usan como espesantes de las grasas ya que su relativa solubilidad en aceite reduce tanto su consistencia como su punto de goteo.

Nmeros de consistencia NLGI Nmero NLGI Penetracin Trabajada a 25C (dcimas de milmetro).

La consistencia, lo mismo que otras propiedades fsicas de las grasas a base de jabn, pueden modificarse incorporndole ciertos agentes qumicos llamados modificadores de estructura. La naturaleza polar de estos materiales ayudan a la dispersin de las molculas del espesante.

El tamao de la partcula tambin es un parmetro importante que afecta la consistencia de las grasas a base de jabn.

Si el tamao de la partcula se hace pequeo es decir si la proporcin de la superficie de rea contra volumen disminuye los valores de penetracin tienden a aumentar.

Los tamaos ptimos de partcula se pueden obtener regulando cuidadosamente la temperatura durante el proceso.

Las grasas varan desde semi-lquidos muy suaves con una consistencia de crema espesa, has-ta slidos duros parecidos a la cera. Se clasifican habitualmente segn el sistema NLGI desarrollado por el American National Lubricative Grease Institute (Instituto Americano de Grasas Lubri- can-tes).

Este sistema describe nueve grados desde 000, el ms suave, pasando por 00, 0, 1, 2, 3, 4, y 5, hasta 6, el ms duro. Los grados ms utilizados son los 1, 2, y 3; los grados 1 y 2 suelen utilizarse para la lubricacin de puntos de apoyo rodantes, mientras el grado 3 puede ser requerido para puntos de apoyo operando a temperaturas ms altas.

Se mide la consistencia utilizando un cono de un tamao y un peso especfico llamado penetrmetro. Se coloca el cono con la punta apenas tocando la superficie de la muestra de grasa. Luego se suelta el cono dejndolo hundir bajo su propio peso durante 5 segundos.

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Se mide la profundidad de la penetracin del cono y luego se relaciona con la consistencia de la grasa. A mayor penetracin del cono, ms blanda es la grasa y su grado es bajo en el sistema.

ESTABILIDAD MECANICA

El trabajo mecnico, tal como el de una caja de velocidades, puede descomponer la estructura de una grasa y cambiar su consistencia. La mayora de las grasas tienden a ablandarse ligeramente durante un trabajo pesado y luego recuperan poco a poco su consistencia original cuando el trabajo ha terminado. La capacidad de una grasa para re-sistir a cambios en su consistencia durante el trabajo, manteniendo la lubricacin se llama estabilidad mecnica. Una grasa debe tener una estabilidad mecnica adecuada, para mantener una lubricacin eficiente particularmente cuando existen vibraciones. Grasas inestables las cuales s suavisan excesivamente, podran eventualmente escaparse de los cojinetes.

Ya que la mayor parte de las grasas demuestran un cambio de consistencia al hacerlas trabajar, las penetraciones suelen ser medidas antes y despus del trabajo de la grasa en lo que se llama un trabajador de grasa de 60 golpes dobles.

La estabilidad mecnica s evala midiendo la consistencia de la grasa antes y despus de trabajarla durante un perodo prolongado. Dos mtodos corrientes de trabajo se utilizan; el primero hace trabajar la grasa varios miles de golpes en un trabajador de grasa; el segundo muele una muestra de

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grasa en un tambor de metal durante dos horas con un rodillo pesado.

Varios fabricantes de puntos de apoyo tambin han encontrado sus propios mtodos para probar la estabilidad mecnica de una grasa. Tpicamente estos involucran operar un punto de apoyo lubricado con una grasa durante un tiempo especfico y luego evaluar la condicin de la grasa y los componentes del punto de apoyo.

Punto de goteo Al calentar una grasa a base de jabn, se suaviza gradualmente hasta una temperatura crtica, a la cual se descompone su estructura y la grasa se derrite. La temperatura a la cual se produce esta licuacin se llama punto de goteo. Si se deja en-friar despus de llegar a este punto, es posible que no recupere su consistencia original. El punto de goteo da, entonces, una indicacin de la temperatura a la cual puede ser utilizada una grasa, aunque hay muchos otros factores que se deben tener en cuenta.

Una grasa no debe ser trabajada a la temperatura de su punto de goteo, sino, por debajo de ste, entre 20

0 y 40

0 C. dependiendo del tipo de jabn.

Cuando una grasa se enfra, se endurece gradual-mente, hasta que llega a un punto en que ya est demasiado dura para actuar como un lubricante efectivo. La temperatura ms baja de trabajo de una grasa, est determinada principalmente por el aceite base. El punto de goteo de una grasa se mide tradicionalmente calentando una muestra en una tasa agarrada a la punta de un termmetro. Se anota la temperatura en el momento en que cae la primera gota de grasa de un agujero en el fondo de la tasa.

En instrumentos ms modernos, se mide la temperatura y la formacin de la gota de aceite electrnicamente.

SEPARACION DE ACEITE

Bajo ciertas circunstancias el aceite base en una grasa puede separarse del espesante. Algn grado de separacin es esencial, de otra manera la grasa no podra proveer una lubricacin adecuada. La formacin de pequeas cantidades de aceite, en la superficie de la grasa, en recipientes almacenados, es por lo tanto normal y no debe causar preocupacin. Este aceite debe ser mezclado con la grasa antes de ser utilizada.

La separacin excesiva del aceite, en sistemas de lubricacin por grasa, puede causar problemas. Por ejemplo, cuando la grasa es bombeada a presin a travs de un tubo, el aceite base puede separarse de su espesante, como si estuviera siendo filtrado. En este caso, el aceite puede escaparse de los rodamientos que debe lubricar, mientras que el jabn se queda bloqueando el tubo.

Por esta razn, las grasas que deben ser bombeadas a travs de tubos muy largos, deben ser fabricadas para que esto no suceda.

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COMPATIBILIDAD

La separacin de aceite puede tambin ocurrir cuando se mezclan dos grasas.

El aceite base y los espesantes en cada grasa individual, son escogidos cuidadosamente para ser compatibles y proveer las propiedades requeridas. El aceite base de una grasa puede ser incompatible con el espesante de otra, de tal manera que cuando las grasas se mezclan, la estructura de una o de ambas se rompe. Esto resultar en una prdida de la eficiencia lubricante y puede resultar en una falla total. Por lo tanto dos grasas diferentes, normalmente, no deben mezclarse en el mismo sistema. La compatibilidad de la grasa con los empaques y otros componentes del sistema de lubricacin es tambin importante y depende de las propiedades del aceite base.

CRITERIO DE SELECCION DE LA GRASA

La escogencia de un lubricante para aplicaciones especificas es un asunto que debe resolverse armonizando las caractersticas ya sea de los aceites o las grasas, con las exigencias de servicio, (tabla pgina siguiente) y sopesando las relativas ventajas de cada una. En general la lubricacin de grasa es la mejor opcin para:

-Equipos que trabajan intermitentemente o que se guardan por largos perodos de tiempo.

-Condiciones extremas de funcionamiento(al-tas temperaturas, altas presiones, cargas de choque, bajas velocidades)

-Equipo bastante desgastado (las pelculas de grasa ms espesa funciona bien en los es-pacios muertos agrandados).

Las grasas se utilizan para: -Prevenir el desgaste. -Reducir la frecuencia de la relubricacin. -Actuar como sellante. -Proveer proteccin contra la corrosin y la herrumbre. -Inhibir la oxidacin. -Suspender (acta como un reservorio de adi tivos slidos) -Proteger los sellos de caucho.

-Reducir la vibracin y el ruido.

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-Minimizar escapes, goteos y salpicaduras.

Por su consistencia, las grasas se mantienen ms fcilmente en los alojamientos de los cojinetes y se facilita un diseo de sello ms sencillo. Cuando los sellos se gastan o deterioran, es ms probable que la grasa permanezca en su sitio, mientras que el aceite escapa fcilmente. Esta es una ventaja especial cuando se debe evitar la contaminacin del lubricante, como en el caso de los equipos procesadores de alimentos.

La grasa se comporta como un sellante natural al prevenir la prdida del lubricante o la entrada de materiales extraos. La grasa se usa frecuentemente para lubricar transmisiones y cadenas descubiertas ya que forma una barrera entre los contaminantes y los componentes.

Las grasas se usan muy a menudo para componentes que estn aislados o son relativamente inaccesibles. En estas aplicaciones no sera prctico suministrar un colector de aceite o relubricar los componentes con frecuencia.

La grasa necesita menor frecuencia de aplicacin ya que su alta consistencia resiste los arrastres.

Como la grasa posee gran resistencia al movimiento, las funciones de alto y bajo torque, indican la escogencia de aceites u otros lubricantes fluidos.

La lubricacin apropiada de los rodamientos necesita menores cantidades de grasa, que de aceite.

El aceite, sin embargo es ms fcil de administrar a todas las partes mviles de la mquina y se ma-neja ms fcilmente cuando se drenan o se rellenan los depsitos de los cojinetes y las cajas de transmisin cerradas.

El aceite tambin acta como refrigerante. La grasa por su consistencia semifluida no est equipada para disipar el calor y no debe ser lubricante, en aplicaciones que involucren altas velocidades y excesiva friccin. USOS MULTIPLES Las grasas se pueden formular para cubrir una amplia escala de requisitos de aplicacin, Aunque el mercado de grasas se divide entre los segmentos automotor e industrial, no siempre se hace nfasis en la distincin entre las caractersticas y la calidad que cada uno requiere. Muchas aplicaciones industriales, pueden servirse con las grasas de alta calidad para cojinetes de automotores. En realidad, las especificaciones para automotores funcionan frecuentemente como guas para la seleccin de grasas industriales. Ciertamente, algunos ambientes industriales requieren perfiles especiales de desempeo, tales como, resistencia al agua y alta estabilidad trmica para ser utilizadas en los laminadores de acero. Los fabricantes de puntos de apoyo utilizan varios factores en los clculos para determinar las grasas adecuadas para los rodamientos.

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El factor de la velocidad del punto de apoyo (ndm) es igual a la velocidad rotatoria en revoluciones por minuto (n) multiplicacda por el dimetro del crculo primitivo (pitch cicle) del punto de apoyo en milmetros (dm). El dimetro del crculo primitivo se toma como el promedio del dimetro interior (d) y del dimetro exterior (D) del punto de apoyo: ndm = n x (d+D) 2 Los factores de velocidad mxima de los puntos de apoyo se han determinado para varios tipos de puntos de apoyo lubricados con grasa y aceite. Requisitos de formulacin y aplicaciones

El factor k es la relacin de la viscosidad real del aceite base a la viscosidad requerida para asegurar la lubricacin adecuada a la temperatura de operacin. k debe ser mayor de 1. S es menos de 1, se debe usar una grasa con aditivos EP. El coeficiente a 23 da un indicacin del efecto del material del punto de apoyo y de la viscosidad del aceite base sobre la vida til del punto de apoyo. Esto se puede determinar desde los cuadros su-plidos por el fabricante si se conoce el factor de la velocidad del punto de apoyo y el factor k. Debe ser mayor a 1. La relacin P/c es un factor que toma en cuenta la carga del punto de apoyo. (c es el factor de carga dinmica y P es la carga equivalente tomando en cuenta las cargas axiales y radiales). La relacin

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P/c se puede usar junto con el factor de velocidad del punto de apoyo para ayudar en la seleccin de los lubricantes.

REQUERIMIENTOS AUTOMOTRICES La sociedad de ingenieros automotrices (SAE), ha clasificado las grasas para uso en automotores de acuerdo a la importancia de sus propiedades especiales, en aplicaciones especficas.

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Cojinete de Rueda Son los componentes ms crticos del engrase de un vehculo automotor. Se usan elementos rodantes, en su mayora cojinetes cnicos que deben funcionar bajo condiciones muy severas de peso y velocidad, en medios difciles (lodo, agua, nieve, polvo, etc.). Tambin estn sujetos a cargas de choque severas y a altas temperaturas, cuando se frena. Es muy importante que la grasa del cojinete de rueda no sangre o se suavice excesivamente; el escape resultante puede ocasionar la falla de los frenos.

Como, en los dems rodamientos, todas las causas comunes de fallas de los cojinetes, tambin son aplicables a los de las ruedas. Adicionalmente, estos cojinetes estn expuestos a desgaste (una condicin que generalmente no se encuentra en los rodamientos en otras aplicaciones).

Desgaste por rozamiento "Falsa Dureza": este es un tipo especial de dao en los cojinetes, que puede ser producido si se somete a un cojinete cargado, a vibracin de baja magnitud durante un tiempo relativamente largo. Esta condicin aparece en los cojinetes de rueda de los automviles que se transportan en tren o niera por largas distancias.

El desgaste por rozamiento tambin puede suceder, aunque no muy comnmente, por ciertas condiciones de funcionamiento por ejemplo, manejar frecuentemente en carreteras destapadas, sometiendo el cojinete a peridicas cargas de choque. El desgaste por rozamiento tambin puede ocurrir cuando un vehculo queda guardado por largo tiempo sin moverlo. En este caso la vibracin de la tierra o la edificacin puede ser suficiente para originar el desgaste del cojinete. Generalmente la grasa se vuelve de un color caf rojizo por la formacin del xido de hierro, como resultado del roce. El xido de hierro es un abrasivo, y rpidamente puede crear depresiones en los rodamientos.

La corrosin por roce aparentemente depende de la combinacin de carga del cojinete, velocidad de vibracin y ngulo de oscilacin. La metalurgia del cojinete parece tener poca influencia en el desgaste por roce. El nico remedio para este problema es sacarle la carga a los cojinetes de rueda, levantando con gato el vehculo, durante los acarreos por largas distancias o almacenamiento por perodo prolongado.

El tipo de grasa que se usa, tambin puede afectar el fenmeno de desgaste por roce. Algunas grasas retardan el desgaste aunque no lo eliminan. Las buenas propiedades antidesgaste, tampoco garantizan la proteccin contra desgaste por roce. Sin embargo, s tiene un buen efecto la viscosidad del aceite base, la consistencia, las caractersticas de sangrado y los aditivos. Una grasa ms suave con una viscosidad de aceite base relativa-mente baja y una mayor tendencia al sangrado, podra brindar una mejor, aunque no completa proteccin, que una grasa ms dura, dependiendo del aditivo presente. Vida activa del cojinete de rueda Como todos los dems rodamientos, la vida de los rodamientos de rueda es impredecible. Incluso en cualquier momento pueden fallar los cojinetes lubricados y mantenidos debidamente. La mejor forma de lograr una vida ptima del cojinete es utilizar el tipo de grasa e intervalos de engrase recomendados por el fabricante del vehculo y establecer

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prcticas de mantenimiento que eliminen las causas ms comunes de fallas en los cojinetes.

Grasas para juntas universales La grasa para juntas universales es capaz de soportar cargas pesadas y posee las dems propiedades relacionadas en la tabla (pgina anterior). Algunas grasas de rodamientos de ruedas, se usan frecuentemente para esta aplicacin.

Grasa para chasis Las grasas para chasis (Tabla), se aplican con pistola a travs de accesorios y en los intervalos que sugiere el fabricante del equipo. Una grasa con una viscosidad aparentemente alta, con un ndice alto de corte, puede ser necesaria para el servicio pesado. Grasa para chasis de intervalos extendidos de lubricacin (ELI) Estas grasas se utilizan en las suspensiones, drivelines, y sistemas de direccin que tienen uniones selladas de fbrica o un ensamblaje que no requiere relubricacin en intervalos comparativamente largos Grasa multiprsito Estas grasas cumplen los requisitos de desempeo para chasis, cojinetes de rueda, lubricacin de juntas universales y otros usos miscelneos automotrices como el del servicio de quinta rueda. Algunos lubricantes ELI de chasises son satisfactorios como grasa multiusos.

Grasas de extrema presin (EP) Aunque no estn designadas por el uso, esta terminologa se aplica a las grasas con alta capacidad de llevar carga, como lo determinan las mquinas Timken o de cuatro bolas. Las propiedades EP pueden incorporarse en cualquiera de los tipos de uso, ms frecuentemente a aquellas designadas como multiuso o ELI.

APLICACIONES EN ACERIAS

Histricamente las chumaceras han sido fundamentales en la industria ferrometlica, particularmente en labores de laminacin. Sin embargo, las aceras ms nuevas usan gran cantidad de rodamientos.

En aceras los cojinetes de mesa y cuello cilndrico estn sujetos a condiciones difciles de servicio. En este medio hostil se sabe que los cojinetes de rodamientos, transmiten fuerza y soportan carga ms efectivamente que los cojinetes planos. En el proceso de laminacin, los espacios entre los rodillos se reducen, despus de cada paso consecutivo del lingote. Los cojinetes deben por tanto tolerar el alto impacto inicial de carga y luego mantener la carga por largos perodos hasta que el lingote se adelgace a las dimensiones finales prescritas.

Los rodamientos, tambin son componentes importantes de gras, cargadores, correas transportadoras y quemadores. METODOS DE APLICACION DE LA GRASA La grasa se puede aplicar de varias formas, dependiendo del nmero de cojinetes u otras piezas mviles comprometidas y de las condiciones bajo las cuales funciona una mquina

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en particular. Los mtodos de aplicacin van desde el manual, en su forma ms simple, hasta los sistemas de provisin de grasa centralizados y completamente automticos. Empacado manual El sistema de aplicacin ms simple es el de llenar a mano con grasa, ciertos tipos de cojinetes antes del ensamblaje final o al momento de la relubricacin. El relleno manual es despilfarrador y deja que la mugre u otras materias extraas penetren al cojinete con la grasa. Engrase por copa de compresin Este mecanismo se atornilla directamente en el ensamblaje de los cojinetes y es ampliamente utilizado en ciertos tipos de maquinaria. La copa se llena con grasa y la tapa se atornilla hacia aba-jo lo suficiente para engranar una rosca. La grasa se coloca dentro del cojinete dndole vuelta continuamente a la tapa; la tasa de alimentacin generalmente la marca el nmero de vueltas por hora, por da, o por cualquier otra unidad de tiempo, de-pendiendo de las necesidades. A pesar de considerarse una mejora comparada con la manual, este sistema falla en dar al cojinete una cantidad uniforme y eficiente de grasa y requiere de frecuente atencin.

Engrase de copa automtico Este mtodo es un refinamiento del vaso de compresin, se trata de un reservorio lleno de grasa con un mbolo forrado en cuero y activado por un resorte que empuja lentamente la grasa dentro del cojinete. La vlvula de rosca de la base del reservorio se puede activar o desactivar en cualquier punto intermedio para regular la salida o el flujo de grasa. Ninguno de los dos tipos de copa de grasa se recomienda para uso bajo condiciones de grandes variaciones de temperatura que puedan afectar la consistencia de la grasa. Aplicacin por presin El mtodo que se utiliza con ms frecuencia para aplicar la grasa es el de accesorios de presin. La grasa se puede aplicar por medio de una pistola de grasa, que se opera manualmente o por unidades elctricas o de aire comprimido. Estos accesorios de presin

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pueden enroscarse directamente dentro del alojamiento del cojinete. Cuando la grasa se aplica en la parte de arriba bajo presin, se abre una vlvula de flotador que permite el flujo de grasa dentro del rea del cojinete. Cuando se quita la presin, la vlvula se cierra para aislar el cojinete de la mugre y prevenir escapes que pueden surgir en el cojinete por la presin de retorno. Existen accesorios de presin en diferentes cantidades de diseo, que se adaptan a varias aplicaciones. Se prefieren los accesorios de presin a los de vaso por las siguientes razones: -La lubricacin por presin permite sacar a chorro la grasa antigua y los contaminantes del cojinete. -Los accesorios de presin protegen ms efectivamente el cojinete de la entrada de par-tculas extraas. -Los sistemas de presin se espera que brinden una lubricacin ms eficiente porque el desperdicio de grasa es mnimo.

Sistemas centralizados de engrase Los sistemas centralizados de engrase son mucho ms confiables y econmicos que los mtodos de engrase manual descritos anteriormente. Los sistemas centralizados permiten la lubricacin de gran nmero de cojinetes y partes mviles mientras la mquina est funcionando. Ms importante an, los sistemas centralizados eliminan el potencial de lesiones asociadas con los sistems manuales y facilitan el suministro de grasa al cojinete y accesorios cuyo acceso generalmente es difcil y peligroso. Los sistemas centralizados automticos suministran la grasa en cantidades medidas a muy distintos sitios. Bsicamente los sistemas automticos consisten de una bomba, que produce la presin requerida para empujar la grasa a travs de las vlvulas medidoras, lneas, y conexiones de manguera flexibles hacia todos los puntos de cojinete que requieren lubricacin. La bomba puede operarse manualmente, con un motor, o ser accionada por alguna pieza de vaivn. La frecuencia de la operacin se controla manual-mente o a travs de un reloj elctrico que se puede ajustar para que funcione a los intervalos que se requieran. Las recientes innovaciones a la lubricacin centralizada incluyen cronometraje electrnico, programacin por computador y diseos modulares

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CONSIDERACIONES SOBRE MEDIO AMBIENTE

Los aspectos del medio ambiente continuarn teniendo una gran incidencia en la industria de grasas lubricantes tanto para el fabricante como para el usuario, tal como ocurre con los dems lubricantes y reas de lubricacin. La biodegradabilidad es un tema ambiental de excepcional importancia aunque no el nico. Otros factores importantes que afectan el medio ambiente son: -Toxicidad de los productos terminados. -Uso de metales pesados (tales como plomo y antimonio). -Uso del cloro para mejorar el desempeo EP. -Aplicaciones de unidades selladas para reducir la cantidad de grasa que se usa. -Grasas como las frmulas polimricas que minimizan las prdidas por escapes o a se sacan de la pista, o grasas resientes a escapes que se usan en minera)

APLICACIONES DELICADAS

Cualquier aplicacin que involucra exposicin a los elementos es susceptible a que la grasa se escape o salga por arrastre. Las industrias y sus tpicas aplicaciones que tienen l ms alto potencial de afectar el medio ambiente son: -Ferrocarril (grasas curvas y de zapatas). -Minera (grasas de transmisiones abiertas). -Acero (lubricantes de laminadores). -Agricultura (lubricantes de recolectoras de algodn). -Construccin (lubricantes de excavadoras). -Martima. -Forestal (lubricantes de levas).

BIODEGRABABILIDAD

Mejorar la capacidad de los componentes de la grasa para que se degraden como resultado de un proceso biolgico natural, es el rea de ms actividad dentro de la industria de grasas. Las grasas biodegradables se componen esencialmente de los mismos qumicos como los de los producto no degradables, El componente primario que afecta la biodegradabilidad es la clase de aceite base utilizado en la frmula. Se deben usar aceites vegetales y/o sintticos porque los aceites minerales no son rpidamente biodegradables.

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El reto al utilizar aceites vegetales es su limitacin para altas temperaturas y los aceites sintticos son costosos. Si se requiere alto desempeo, la aditivacin de estos productos se convierte tambin en un reto. Por ejemplo, en la fabricacin de las grasas que ms se usan en las aplicaciones multiusos con base en litio 12-hidroxiestearato o en la qumica del jabn de complejo de litio el aceite y el espesante se calientan a 400

0 F. A esta tempera-tura, el aceite vegetal se oxidara. Por

tanto, las grasas biodegradables se elaboran de jabn de calcio que tiene una temperatura de coccin ms baja pero que tambin tiene limitaciones de desempeo. Las grasas biodegradables se han elaborado tambin de arcilla, polirea y jabones de complejo de aluminio pero todas tienen limitaciones de desem-peo/costo. Las especificaciones de mtodos estandarizados de prueba de las grasas biodegradables es un rea en desarrollo. Actualmente, las pruebas de lubricantes solubles en aceite incluyen CECL-33-T-82 con un criterio de aprobacin de 70-80% de prdida y la prueba Sturm Modificada con un criterio de aprobacin de 60% o ms. El grupo de trabajo de Grasas y Medio Ambiente del Instituto Europeo de Lubricantes de Grasas (ELGI) est desarrollando las especificaciones de prueba (usando la prueba CEC modificada para uso con grasas) para medir la biodegradabilidad de la grasa. Esta prueba se denomina CEC L-33-A-94.

RESPONSABILIDAD GLOBAL

Histricamente las consideraciones de costo y desempeo eran primordiales en determinar cmo se formulaban y fabricaban las grasas. Ahora, un concepto ms global demanda la consideracin de varios factores adicionales como: -Restricciones ambientales. -Biodegradabilidad. -Amplitud de conciencia del posible impacto en el medio ambiente a lo largo del ciclo de vida de un producto desde su formulacin y fabricacin hasta su utilizacin final. -Mayor informacin en la etiqueta del producto respecto al correcto manejo, uso, disposicin y peligros potenciales.

PRUEBAS DE GRASAS

Las especificaciones estandarizadas de las pruebas imparten las guas para determinar y verificar las caractersticas importantes del desempeo de las grasas. Los usuarios pueden identificar los criterios de desempeo requeridos utilizando tales especificaciones y controlar los surtidos que llegan para asegurar el cumplimiento del producto con tales criterios. Las especificaciones tpicas de las grasas para automotores, industrial y uso mili-

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tar se resume en el nexo A. Tambin se incluyen las especificaciones y estndares internacionales comunes (Europeos y Japoneses). La lista de las pruebas de grasa comn de la Tabla (Indice de pruebas de grasas) no cubren todas las pruebas ideadas para determinar las caractersticas de las grasas bajo varias condiciones. Sin embargo, es una compilacin de las pruebas usadas ms frecuentemente. La mayora de ellas se cien a las pautas desarrolladas por varias organizaciones que elaboran los estndares. Las pruebas no estandarizadas se emprenden para evaluar las caractersticas de las grasas bajo aplicaciones o ambientes de operacin especficos. A continuacin se incluye una gua de la nominacin y alcance de las pruebas estandarizadas ms comunes. Estas pruebas se usan para determinar las caractersticas ms importantes de desempeo de las grasas. Una copia actualizada de la especificacin de cada prueba suministrar una completa descripcin de los parmetros, aparatos, procedimientos y criterios de evaluacin de resultados de la prueba. A continuacin se incluye una gua de la nominacin y alcance de las pruebas estandarizadas ms comunes. Estas pruebas se usan para determinar las caractersticas ms importantes de desempeo de las grasas. Una copia actualizada de la especificacin de cada prueba suministrar una completa descripcin de los parmetros, aparatos, procedimientos y criterios de evaluacin de resultados de la prueba. En la Tabla se provee una descripcin de las pruebas de cojinetes lubricados con grasa que se usan ms comnmente en Europa. Pruebas de Cojinetes usados ampliamente en Europa

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En la Tabla se provee una descripcin de las pruebas de cojinetes lubricados con grasa que se usan ms comnmente en Europa.

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GUIA PARA PRUEBAS COMUNES

ASTM D-217: Penetracin del cono de la grasa lubricante. Una medida de la distancia, en dcimas de un milmetro, que un cono, de peso y dimensin precisas, penetra una muestra de grasa a 25

0 C durante 5 segundos.

ASTM D-2265: Punto de goteo de grasa lubricante. Determina la temperatura a la cual la grasa pasa de un estado semislido a uno lquido. ASTM D-4049: Resistencia de la grasa lubricante al rociado de agua. Capacidad de la grasa de adherirse a un panel de acero inoxidable cuando se somete al rociado di-recto del agua. ASTM-D 1264: Caractersticas de arrastre por agua de las grasas lubricantes. Resistencia de la grasa al arrastre por agua de un cojinete cuando marcha bajo las condiciones prescritas. ASTM-D 1743: Propiedades preventivas de corrosin de las grasas lubricantes. Diferencia las caractersticas inhibidoras de corrosin de las grasas lubricantes bajo condiciones de prueba especficas. ASTM D-2266: Caractersticas de prevencin de desgaste de las grasas lubricantes. Evaluacin de la capacidad de la grasa para prevenir el desgaste en las aplicaciones de deslizamiento de ac.ero sobre acero. ASTM D-2509: Medicin de las propiedades EP de las grasas lubricantes. Se utiliza para diferenciar las grasas que muestran niveles bajo, medio, o alto de las caractersticas EP utilizando Timken Tester. ASTM D-2596: Medicin de las propiedades EP de las grasas lubricantes (mtodo Four-Ball). Provee el mtodo de diferenciacin de las grasas que poseen caractersticas de niveles de extrema presin bajo, medio y alto. ASTM D-3527: Vida de la grasa del cojinete de rueda. Evala la vida de desempeo a alta temperatura de la grasa de cojinete de rueda. Sistema de prueba Optimol SRV Determinar la friccin y el desgaste de los lubricantes y materiales bajo condiciones de oscilacin. Corrosin del acero Estndares IP 220, NF 60135, SIS 155130, DIN 51802 del mtodo EMCOR.

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Las propiedades preventivas de corrosin en el acero de las grasas lubricantes se determinan exclusivamente bajo condiciones dinmicas por medio de estos estndares, comnmente conocido como: el mtodo EMCOR, que fue originalmente desarrollado por SKF. DIN 51806: Prueba mecnico-dinmica de las grasas de los descansos de cojinetes de roda-miento. El objetivo de la prueba es el de determinar el comportamiento de las grasas lubricantes en los cojinetes de rodillos en condiciones (diferentes temperaturas y velocidades) que sean representativas del funcionamiento prctico. De acuerdo a DIN 51825 esa temperatura se considera la temperatura mxima de servicio al que la grasa pasa la prueba de recorrido B. SKF RDF: Pruebas de las grasas lubricantes para altas temperaturas y altas velocidades. El procedimiento de prueba SKF, RDF predice la conveniencia de las grasas lubricantes para servicio en altas condiciones de temperatura, a alta velocidad (hasta 20000 r.p.m.) y relativa poca carga sobre el cojinete (6204 2Z/C3). Prueba Kugelfischer FAG FE 8. El desempeo de la grasa en el equipo de la prueba FE 8, donde se miden la temperatura, torque y desgaste, se puede utilizar para indicar su conveniencia en una aplicacin especfica de servicio cuando estn bien definidos el tipo de cojinete, la velocidad, la carga y temperatura de funcionamiento. CVJ Juntas de velocidad constante. El uso de las juntas de velocidad constante (CVJ) para transmitir fuerza entre la unidad conductora y las ruedas de los carros particulares, ha aumentado significativamente en los ltimos aos. La experiencia ha demostrado que los complicados procesos de friccin se pueden reproducir en las pruebas de laboratorio solamente hasta cierto lmite; es decir se necesitan pruebas orientadas a la prctica que solamente se puede realizar directamente en las juntas de velocidad constante.

ESPECIFICACIONES DE LA GRASA ANEXO (A)

Las siguientes son especificaciones o estipulaciones representativas de grasas para las necesidades de aplicaciones automotrices, industriales, y militares. En cada caso la identificacin o requerimiento de la especificacin se entrega con una pequea exposicin de su rea de aplicacin.

REQUERIMIENTOS SIDERURGICOS

Fuente: Manual de Lubricacin del Ingeniero, USS 1981.

Grasa para cuello de cilindro, Requisito No. 340

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Aplicaciones: La grasa cuello cilindrico se usa en los cojinetes de cuello cilndrico para los debastadores, lingotes, fresadoras y laminador de plancha de la tela, bronce, metal babit o combinacin y tipos segmentados. Estos cojinetes estn sometidos a grandes cantidades de agua y lubricacin lmite. El mtodo de aplicacin se hace por sistema de lubricacin centralizado, en ciclos de cinco a diez minutos de tiempo. En algunos casos, estos sistemas sirven los tornillos y tuercas del laminador, cojinetes cnicos, cojinete de rodillo, etc. Grasa de extrema presin, Requisito No. 350 Aplicaciones: Las grasas EP se usan en temperaturas de funcionamientos normales, de 66

0

C (no exceder 930 C) en rodillos de refuerzo, rodillo de trabajo y cojinetes de mesa; esto incluye con-diciones que se hallan en cojinetes de bola, de rodillo y planos y lubricacin de uso general don-de hay grandes cantidades de agua. La grasa de extrema presin necesita ser suministrada por medio de sistemas centralizados de lubricacin bajo una amplia escala de temperaturas. Grasa EP trabajo extra, Requisito No. 352 Aplicaciones: La grasa EP Trabajo Extra se utiliza para temperaturas de funcionamiento ms altas, de 93

0 C, pero que no excedan los 121

0 C, de los rodillos refuerzo, rodillos de

trabajo y cojinetes de mesa. Estas condiciones se hallan en los cojinetes de bola, de rodillo y planos y lubricacin de tipo general donde hay gran cantidad de agua. Esta aplicacin tambin necesita ser suministrada a travs de un sistema centralizado de lubricacin bajo una escala amplia de temperaturas. Grasas EP de extrema temperatura, Requisito No. 355 Aplicaciones: Las Grasas EP Extrema Tempera-tura se utilizan para lubricar cojinetes de bola y rodillo que cubren una gran escala de condiciones tales como exposicin al agua, presin extrema, alta y baja temperatura, corte y oxidacin. Estas condiciones usualmente prevalecen en los rodillos de los motores de ventiladores, cojinetes de rueda del carro del quemador, de hornos de recoleccin, hornos de secado, plantas de concreto, y fosos de recalentamiento en los que el lubricante debe servir por largos perodos bajo severas condiciones sin ningn reaprovisionamiento.

Grasa EP alta temperatura, Requisito No. 370 Aplicaciones: La grasa multiusos, alta temperatura, se utilizan para la lubricacin de cojinetes de bola y rodillo que cubren una amplia escala de condiciones tales como exposicin al agua, alta y baja temperatura, corte, oxidacin y extrema presin. Estas condiciones se encuentran generalmente en los cojinetes de motor, cojinetes de rueda, cojinetes de fresadora de trabajo pesado y sistemas de presin que necesitan buenas movilizacin a bajas temperaturas y en los que el lubricante debe servir por largos perodos de tiempo bajo condiciones severa sin ningn reaprovisionamiento. Grasa de cojinetes de bola y rodillo, Requisito No. 371 Aplicacin: La grasa multiusos, alta temperatura, se utiliza para lubricar los cojinetes de bola y rodillo que cubren una amplia gama de condiciones tales como exposicin al agua, alta y baja temperatura, corte y oxidacin. Estas condiciones se presentan en los cojinetes de motores elctricos, cojinetes de rueda, cojinetes de palancas de engranaje, cojinetes de

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transportadores, y sistemas de presin que demanden buena movilidad a baja temperatura y en las que el lubricante debe servir por largos perodos de tiempo bajo condiciones severas sin ningn reaprovisionamiento. Grasas temperatura extrema, Requisito No. 372 Aplicacin: La grasa de extrema temperatura se usa para lubricacin de cojinetes de bola y rodillo que cubren una amplia escala de condiciones tales como exposicin al agua, alta y baja temperatura, corte y oxidacin. Estas condiciones generalmente prevalecen en los cojinetes de cualquier ventilador de motor, cojinetes de rueda del carro de horno, hornos de recoleccin, hornos de secado, plantas de concreto, y fosos de recalentamiento en los que el lubricante debe servir bajo severas condiciones sin ningn reaprovisionamiento. Grasa para chumaceras ferroviarias (especificaciones AAR M-917-64, versin condensada), requisito No. 374 Aplicaciones y requisitos de prueba de servicio. a.) Para la aprobacin de la Asociacin Americana Ferroviaria (AAR) la grasa debe lubricar satisfactoriamente cada cojinete de rodillo de los vagones durante una prueba de simulacin de servicio de ocho semanas en el Laboratorio Central de Investigaciones de la AAR. b.) La grasa debe mantener una consistencia estable en los montajes de los cojinetes con una penetracin no inferior a 325 o ms de 385 a 250 C durante la prueba acelerada de ocho semanas. Grasas de taller de servicio, Requisito No. 375 Aplicaciones: La grasa de taller de servicio se usa para operaciones en condiciones comunes con cojinetes de bola, rodillo y planos, incluyendo cuellos de cilindro y lubricacin de tipo general, donde hay grandes cantidades de agua en las que la adherencia al metal es esencial. Esta aplicacin requiere tambin de sistemas de suministro en masa para uso en toda la planta. Grasa de bloque, Requisito No. 400 Aplicacin: Los bloques de grasa se pueden cortar segn pedido en distintos tamaos y se aplican manualmente a los cuellos de la fresadora de rodillo. Se necesitan distintas consistencias para las varias temperaturas de operacin. Debe ser resistente al agua pero sin embargo emulsionar hasta cierto punto por lo que forma una pelcula lubricante en los

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cuellos rodantes de la fresadora sin romperse o desmoronarse bajo diversas condiciones de temperatura. ESPECIFICACIONES FEDERALES: GRASAS, INDUSTRIALES Y DE USO GENERAL Espec. Federal VV-G-632a, Septiembre 18 1967 Las especificaciones generales estn disponibles en los departamentos de Marina y de Defensa. Estas especificaciones cubren las grasas lubricantes que se quieren usar en la lubricacin de maquinaria que est equipada con copas de grasa tipo compresin. Finalidad del uso: NLGI Grado 1: Para usarse en una escala de temperaturas de -23 hasta + 490C; grado 2: -18 hasta + 540C; grado 3: -12 hasta + 600C. Todos estos grados de grasa bajo esta pauta son resistentes al agua y por tanto apropiados para usarse bajo condiciones donde hay presencia de humedad. Ninguno de los tres grados de grasa de estas pautas de deben utilizar en equipo automotor o de artillera. A estas grasas no se les puede inhibir contra la oxidacin y por tanto no pueden prevenir la corrosin bajo condiciones adversas. Para la lubricacin de equipo automotor y de artillera, sese MIL-G 10924. ESPECIFICACIONES MILITARES GRASA MULTIUSO, MIL-G-23549C, Marzo 31, 1981. Las especificaciones federales estn disponibles en los departamentos de la Armada y de Defensa. Esta pauta cubre los requisitos de una grasa tipo nico de uso general (bisulfuro de molibdeno) para uso extenso a temperaturas hasta de 1770C, y por perodos breves a temperaturas de hasta 2040C. INTERNATIONAL HARVESTER Materiales de Ingeniera. Especificacin B-27 International Harvester Estas pautas cubren los requisitos generales de grasas lubricantes de la compaa. Las grasas lubricantes deben ser productos slidos a semislidos de una dispersin de agentes espesantes y lubricantes lquidos. Se podran incluir otros ingredientes que brinden propiedades especiales. La base de jabn debe se Litio 12-hidroxiestearato. El material debe ser combatible con otras fuentes aprobadas y satisfactorio para ser usado como grasa lubricante.

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GENERAL MOTORS CORPORATION Especificaciones GM 6031-M, Julio 1970, Grasa Multiusos. General Motors Corporation. Aplicacin: Para lubricacin automotriz de suspensin frontal de juntas de bola, cojinetes de rueda y articulaciones del timn. FORD MOTOR COMPANY Especificaciones ESW- M1C87A, Enero 1979, Grasa NLGI Grado 1 Ford Motor Company. Aplicacin: Grasa que se usa como un lubricante de larga duracin del alojamiento del mecanismo de direccin. CHRYSLER CORPORATION Especificacin MS 3551E (Parte No 2264833), Noviembre 23, 1976 Adhesivo de grasa lubricante- Grado 2 Chrysler Corporation. Aplicacin: Grasa lubricante apropiada para usarse en suspensin sellada y en las juntas de rueda de la varilla de direccin. EUROPEAS DIN 51825, Junio 1981, Grasa Lubricantes DIN Normen, estandar Alemn. Aplicacin: Esta norma se aplica a las grasas lubricantes NLGI clases 0 a 4 segn el DIN 51818 para lubricacin de rodamientos, cojinetes deslizadores y superficies deslizantes para utilizarse en un rango de temperatura de servicio de - 20 hasta + 1400C. ESTANDARES DE LA INDUSTRIA JAPONESA GRASA LUBRICANTE, JIS K 2220-1984 Estandares de la Asociacin Japonesa. Aplicacin: Este estandar se refiere a la grasa lubricante que debe utilizarse principalmente como lubricante de varias piezas de maquinaria y condiciones de servicio que incluyen rodamientos, cojinetes de rueda y de chasis de automvil, sistems de lubricacin central, cargas pesadas, engranajes y fines generales. ESPECIFICACIONES DE DESEMPEO DE GRASA AUTOMOTRIZ ASTM D-4950 Categora L LA: Para lubricacin frecuente 3,200 km (2,000 millas) o menos. LB: para rango de temperatura amplio. ASTM D-4950 Categora G GA: Para rangos limitados de temperatura.

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GB: Para rangos amplios de temperatura frecuentemente tan alto como 1200C. Ocasionalmente tan alto como 1600C. GC: Nivel ms alto de desempeo. NLGI Marcas de Certificacin GC: Lubricante automotor de cojinete de rueda. GC-LB: Lubricante automotor de cojinete de rueda y de chasis. LB: Lubricante automotor de chasis Gua de requisitos de automotores por categora de grasa.

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A continuacin y con base en lo anterior se toma la carga Q sobre cada elemento de rodadura del rodamiento como Fmax = F/8 donde F es el peso del vehculo ejemplo. Fmax = F/8 = Peso vehculo/8 (rodamientos/cuatro delanteros y cuatro traseros) F/16 = Fuerza de compresin mxima de un rodillo dentro del rodamiento. (h) F = 0,08C; C es la carga mxima total ejercida sobre cada rodillo del rodamiento C= 2.000 kg/8 = 250 kg. x 0.08 = 44.1 Lbf carga mxima ejercida sobre cada elemento o rodillo r1 = radio rodillo = 0.1 r2 = radio pista interna = 14 mm 0.55" L = ancho rodillo = 8 mm 0.315" E1 = E2 = mdulo elasticidad acero = 31.3 x 106 lb/psi = Viscosidad aceite SAE 50 en la grasa (253 cSt a 40C) (d)

Z = Viscosidad en cp del aceite bsico tipo con el que se hace la grasa, es de un SAE 50 que es 90 cp a 58C, (temperatura media de operacin) y su viscosidad absoluta, corregida por aumento a la presin de Hertz segn (f) DEMOSTRACION => CASO QUE REPRESENTA CONDICIONES REALES VEHICULO VS. PROTOTIPO E IGUAL ECUACION DE REGIMEN ZN/P = 2.09"

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(F) NOMOGRAMA PARA CORRECCION DE VISCOSIDAD POR EFECTO DE LA PRESION DE HERTZ

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Aumento de viscosidad en los lubricantes corrientes debido a Max Presin Hertz de clculo conocida la presin para la correccin de viscosidad segn presin de Hertz REPRODUCIBILIDAD CASO REAL DEL REGIMEN EHD DEL CASO EJEMPLO A TRAVES DEL PROBADOR

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