Elemento finito

Lubricación
La lubricación implica el empleo de un lubricante entre la superficie de ciertos elementos de maquinas, con el fin de eliminar o reducir la superficie real de contacto, lo cual conduce a un menor desgaste y a un coeficiente de rozamiento más bajo, los lubricantes más usados son los aceites y las grasas, aunque se pueden utilizar cualquier tipo de sustancias que tengan la propiedadde viscosidad requerida. Generalmente el lubricante es liquido. Sin embargo, se pueden utilizar algunos sólidos, tales como grafito, saponia y algunos otros sólidos grasientos no abrasivos. Aun los gases, en determinadas circunstancias, resultan buenos lubricantes.
El objetivo de la lubricación es reducir la fricción, el desgaste y el calentamiento de partes de maquinas en contacto que tenganmovimiento relativo entre sí. Un lubricante es una sustancia que cuando se introduce entre superficies móviles alcanza los objetivos citados.
Tipos de lubricación
Pueden identificarse 5 formas de lubricación:
-Hidrodinámica
-Hidrostática
-Elastohidrodinámica
-De capa límite
-Película sólida
Lubricación hidrodinámica: Significa que las superficies de soporte de carga de un cojinete estánseparadas por una capa de sustancia lubricante relativamente gruesa, de modo que se impide el contacto directo de metal a metal. También se llama lubricación copiosa o de película completa.
Lubricación hidrostática: Se obtiene introduciendo el lubricante, que a veces es aire o agua, en el área de soporte de carga a una presión lo bastante elevada para separar las superficies con una capa relativamentegruesa de lubricante. A diferencia de la lubricación hidrodinámica, no requiere del movimiento de una superficie respecto de otra.
La lubricación elastohidrodinámica es el fenómeno que ocurre cuando se introduce un lubricante entre superficies que están en contacto rodante, como los engranes y los cojinetes de rodamiento.
Una insuficiente área de contacto, una disminución en la velocidad de lasuperficie móvil, una reducción en la cantidad de lubricante suministrada a una chumacera, una intensificación en la carga del cojinete, o bien una elevación en la temperatura del lubricante que resulta de una disminución en la viscosidad puede impedir la formación de la película de lubricante suficientemente gruesa que permita tener la lubricación copiosa o completa. Cuando esto ocurre, lasasperezas de más altura quedan separadas por películas de lubricante de solo unos cuantos diámetros moleculares de espesor a esto se le llama lubricación al límite o escaza.
Cundo los cojinetes simples o deslizantes deben operar a temperaturas extremas, debe usarse un lubricante sólido, como el grafito o el disulfuro de molibdeno.
Viscosidad
La viscosidad es una propiedad muy importante en loslubricantes. El significado fundamental de la viscosidad se puede ilustrar considerando una placa plana que se mueve bajo la fuerza P, paralelamente a otra placa fija, estando las dos placas separadas por una delgada película de lubricante fluido de espesor h, como se muestra en la figura.

Las partículas de lubricante se adhieren fuertemente a las dos placas. El movimiento está acompañado de undeslizamiento lineal o esfuerzo cortante entre las partículas, a lo largo de todo el espesor de la película.
Si A es el área de la placa que está en contacto con el fluido, el esfuerzo de corte unitario es
ss=P/A
Newton determino que la magnitud de este esfuerzo cortante varia directamente con la velocdad de la placa móvil, V, e inversamente con el espesor de la película, h. Se supone que elfluido llena completamente el espacio comprendido entre la superficie de las dos placas, que la velocidad del fluido que está en contacto con una placa es la misma de la placa y que cualquier flujo de fluido, perpendicular a la velocidad de la placa, es despreciable.
PA∝Vh´ PA=ZVh

Donde Z es una constante de proporcionalidad que numéricamente se define como la viscosidad del fluido.
Z =...