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

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no se pueda diseñar para efecto hidrodinámico.

El lubricante inyectado, queda sujeto a un enorme roce o fricción interna, debido a la viscosidad, lo que hace elevar su temperatura. Este calentamiento puede ser negativo, tanto para el aceite, como para el cojinete, lo que hace necesario, el hacer circular un gran volumen de aceite y utilizar sistemas de enfriamiento tanto para el cojinete, como para el aceite.

• Lubricación por Amortiguamiento: Se produce por efecto de viscosidad y de inercia cuando las superficies se mueven una hasta la otra.

b. Lubricación a Películas Delgadas: Para mantener una película gruesa, es necesario proveer al mecanismo de una abundante alimentación de lubricante. En muchos casos, no es posible o práctico, el diseñar para películas gruesas. En otros casos, tales como al arrancar un cojinete hidrodinámico, las cargas y la velocidad son tales que no es posible mantener una película gruesa. Bajo estas condiciones, la lubricación es llamada a película delgada.

• Lubricación por película límite: esta se produce cuando las cargas son muy altas o la cantidad de lubricante es muy pequeña. Aquí la viscosidad del fluido no es relevante, sino la untuosidad, definida como la capacidad de formar películas resistentes sobre el metal. Estas películas pueden formarse por adhesión, reacción química, absorción, etc.

• Lubricación por Película Mixta: Se denomina así, a aquella situación donde existe suficiente lubricante para que parte de la carga sea soportable por el fluido y parte por el contacto entre las superficies. En este caso, podría decirse que hay una lubricación hidrodinámica imperfecta, pero los procesos físicos son similares.

Viscosidad

Esta propiedad es una de las más importantes en el estudio de los fluidos y se pone de manifiesto cuando los fluidos están en movimiento.

La viscosidad de un fluido se define como su resistencia al corte. Se puede decir que es equivalente a la fricción entre dos sólidos en movimiento relativo.

Cuando deslizamos un sólido sobre otro, es preciso aplicar una fuerza igual en dirección y magnitud a la fuerza de rozamiento pero de sentido opuesto:

,

donde (m) es el coeficiente de rozamiento y ( ) es la fuerza normal, para que el sólido se mueva con velocidad constante ( ) en dirección, sentido y magnitud.

En el caso de un fluido, consideremos un par de placas de vidrio, lo suficientemente grandes como para despreciar un posible efecto de borde, y separadas una distancia pequeña (h). Entre estas placas introducimos un fluido. Aplicamos una fuerza tangente o de cizalla ( ) a la placa de arriba (I) haciendo que ésta se deslice con respecto a la placa de abajo (II), la cual permanece en reposo.

Debido a la acción de la fuerza externa ( ), el fluido que hay entre las dos placas también se moverá, pero con un flujo laminar cuya velocidad es constante por capas.

Para que la placa (I) se mueva con velocidad constante ( ), la fuerza aplicada sobre ella debe oponerse a la fuerza viscosa del fluido, la cual representa la resistencia del fluido al movimiento.

La capa de fluido en contacto con la placa (I) se mueve con su misma velocidad ( ), y la capa de fluido en contacto con la placa (II) permanecerá en reposo. Así, podemos observa que la porción de fluido a-b-c-d fluirá a una nueva posición a-b’-c’-d.

Experimentalmente se puede demostrar que la fuerza externa ( ) es proporcional al área de la placa de arriba y a la velocidad máxima del fluido, mientras que es inversamente proporcional a la distancia entre las placas:

donde (h) es la viscosidad del fluido y es la rapidez de deformación angular del fluido.

Ley de Petroff

El fenómeno del rozamiento fue explicado por primera vez por Petroff. Este análisis da un coeficiente de fricción y permite introducir parámetros adimensionales de utilidad posterior

Partiendo de la figura y de la ecuación de la viscosidad se halla el coeficiente de fricción, suponiendo que actúa una carga W pequeña y llamado T al par que hay que realizarse para hacer girar el eje:

Figura. Eje girando a una velocidad de N rps en un cojinete.

Por otro lado utilizando el coeficiente de rozamiento f, y la una nueva variable, P, carga por unidad de área proyectada (P=W/2.r.l)

Esta es la ecuación de Petroff publicada en 1883, en la que se aparecen dos parámetros adimensionales (P y r/c)

Criterios de selección de un lubricante:

A la hora de elegir un lubricante hay que considerar una serie de factores, sin embargo los más importantes son: la aplicación específica ( el tipo de máquina ), las condiciones de operación y el costo. Por lo general los fabricantes de los equipos especifican las características y/o propiedades del lubricante a emplear, de modo que la selección debería basarse preferentemente en dichas recomendaciones.

a) ¿Cuál es la viscosidad adecuada?

En general hay muchos parámetros de diseño que pueden influir en la decisión final, pero puede decirse que el objetivo será siempre la selección de un lubricante de la menor viscosidad posible que permita sustentar las cargas y minimizar las pérdidas de energía. Hay que destacar que lo que importa determinar en esta etapa es la viscosidad a la temperatura de operación. Totalmente distinta si la temperatura de operación es 100ºC (o sea el aceite debe tener 10 cSt a 100ºC), que si la temperatura de operación es -30ºC (o sea el aceite debe tener 10 cSt a -30ºC).

b) ¿Cuál es el Índice de viscosidad requerido?

El lubricante deberá cumplir su función en un cierto rango de temperaturas. Esto implica que no podrá tener una viscosidad muy elevada para las temperaturas mínimas (por ej. arranque en frío) ni una viscosidad muy baja para las temperaturas máximas.

c)