Lubricacion

TRIBOLOGÍA Y MANTENIMIENTO PROACTIVO

Generalidades de la Tribologia Fundamentos de la Lubricación, Fricción y el Desgaste
Parte 2

Ing. Omar Linares O. Widman International S.R.L. Santa Cruz, Bolivia

1.10 El parámetro de película Cuando los elementos se diseñan de forma adecuada y se lubrican por medio de una película fluida, como el caso de cojinetes o chumaceras, de lo engranajes, delos cojinetes hidrodinámicos y de empuje, y de los sellos, las superficies lubricadas se encuentran completamente separadas por una película lubricante. Por ejemplo, los ensayos de fatiga, como se han reportado por Tallian y otros en 1967, han demostrado que cuando la película lubricante es suficientemente gruesa para separar los cuerpos en contacto, la vida a la fatiga de los cojinetes seprolonga considerablemente. De manera inversa, cuando la película no es suficientemente gruesa para proporcionar una separación completa entre las asperezas existentes en la zona de contacto, la vida de los cojinetes se afecta de manera adversa por los altos esfuerzos cortantes que resultan del contacto directo entre metales. Aquí se estudiara el parámetro de película y se describirá su rango de valorespara los tres regímenes de lubricación. La relación entre el parámetro de película adimensional λ y el espesor mínimo de película hmin, es λ = Donde Ra = Aspereza superficial rms de la superficie a Rb = Aspereza superficial rms de la superficie b El parámetro de película sirve para definir los cuatro regímenes de lubricación principales. El rango para estos cuatro regímenes es: a. Lubricaciónhidrodinámica, b. Lubricación Elastohidrodinámica c. Lubricación parcial o mixta, d. Lubricación marginal, 5 ≤ λ ≤ 100 3 ≤ λ ≤ 100 1≤λ ≤5 λ≤1 hmin (Ra ^ 2+ Rb ^ 2)^½ Ec. 2

Estos valores son aproximados. Las mayores diferencias en la conformidad geométrica entre las conjunciones lubricadas hidrodinámicamente y las lubricadas elastohidrodinámicamente dificultan que se puedan hacer distincionesclaras. 1.11 Ejemplo 1 Datos. Los engranajes para una escavadora se fabrican vaciados en arena. La medición de la aspereza superficial tiene una línea central promedio de 18 micras. Esta alta aspereza superficial hace que los engranajes se desgasten rápidamente. El espesor de la película para los engranes lubricados con grasa se determinó igual que 1.6 micras. Hallar. Como se deberán maquinar losengranes vaciados en arena para que se obtenga un parámetro de película igual a 1?
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Solución. Usando la Ec.2 y asumiendo que las asperezas son iguales en las dos superficies, tenemos λ = hmin Ra √2 o Ra = hmin λ √2 = 1.6 1 √2 = 1.131 µm

De la tabla 1 se tiene que para una aspereza superficial de 1 micra el rectificado constituye el métodomas rápido y económico de lograr tales acabados superficiales.
Tabla 1. Promedio aritmético normal de la aspereza de la superficie para varios procesos y componentes de maquinas (BJ Hamrock, Fundamentals of Fluid Film Lubrication, 1991)

Es posible manufacturar superficies mas uniformes por medio del rectificado, pulido y lapidado, pero necesariamente son procesos más costosos.

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1.12 Curva de Stribeck y Beerbower Entre 1900 y 1902 Stribeck realiza experimentos sistemáticos para medir f en cojinetes en función de la velocidad de giro -N-, de la carga por unidad de área proyectada -P- y de la viscosidad. Son la base de la teoría de Sommerfeld. La curva de Stribeck -aunque hay algunas dudas de que Stribeck la usaraexactamente en la forma que se presenta aquírepresenta las características generales de superficies lubricadas en movimiento relativo entre sí. La expresión µP N es conocida como el número de Sommerfeld. En la Fig 1.4 se mantienen constantes N y P para representar la relación existente entre la viscosidad del fluido,µ, y el coeficiente de rozamiento, f. La curva de Stribeck puede dividirse en tres zonas...