Conocimiento técnico específico

AUTOR: Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América. Lubricación es una palabra que con frecuencia se utiliza para referirse a la confiabilidad de la maquinaria y su mantenimiento, pero ¿qué es exactamente lubricación? El diccionario define lubricación como la aplicación de una sustancia aceitosa o grasosa a fin de disminuir la fricción. Aunque es una definición válida, no reconoce todo lo que la lubricación logra en realidad. Qué es un lubricante Un lubricante es una sustancia que reduce la fricción, el calor y el desgaste cuando se introduce como una película entre superficies sólidas. El uso del lubricante correcto ayuda a maximizar la vida útil de sus rodamientos y maquinaria, ahorrando así dinero, tiempo y mano de obra, lo que hace que las operaciones sean más eficientes y confiables. Pueden emplearse múltiples sustancias para lubricar una superficie. Las más comunes son aceite y grasa La grasa está compuesta de un aceite (básico y aditivos) y un agente espesante para darle su consistencia, aunque el aceite es quien realmente lubrica. Los aceites básicos pueden ser de origen mineral, vegetal o sintético o de una combinación de ellos. La aplicación determina cuál aceite básico debe emplearse. En condiciones extremas, pueden ser benéficos los aceites sintéticos. Cuando existe alguna preocupación ambiental, pueden utilizarse lubricantes elaborados con básicos vegetales. Los lubricantes contienen aditivos que añaden, mejoran o suprimen propiedades del aceite básico. La cantidad de aditivos depende del tipo de aceite básico y la aplicación en que se utilizará. Por ejemplo, un motor de combustión interna contiene un aditivo dispersante. El dispersante mantiene a la materia insoluble separada y permite sea llevada a los filtros para removerla. En ambientes en donde la temperatura de trabajo cambia de frío a caliente, puede agregarse un aditivo mejorador del índice de viscosidad (MIV). Esos aditivos son moléculas orgánicas de cadena larga que se contraen en condiciones de frío y se expanden en ambientes de alta temperatura. Este proceso cambia la viscosidad del aceite y le permite fluir mejor cuando está frío, mientras que mantiene sus propiedades cuando se calienta. El único problema con los aditivos es que pueden agotarse, y para restaurarlos a niveles adecuados, por lo general debe sustituirse el aceite. El objetivo clave de la lubricación es reducir la fricción, pero hay muchos otros beneficios de este proceso. La película lubricante puede ayudar a prevenir la corrosión protegiendo las superficies del contacto con el agua y otras sustancias corrosivas. Además, juegan un rol importante en el control de la contaminación dentro del sistema. El lubricante funciona como un conductor que transporta los contaminantes a los filtros, en donde pueden ser removidos. También ayudan a controlar la temperatura absorbiendo el calor de las superficies y transfiriéndolo a puntos de menor temperatura en donde pueda disiparse o a intercambiadores de calor. ¿Qúe es la lubricación? Para comprender qué es la lubricación, primero debe comprender por qué la usamos. La fricción es la fuerza que resiste el movimiento relativo entre dos cuerpos en contacto. Si no existiera la fricción, nada dejaría de moverse. Necesitamos fricción para funcionar, pero hay casos en los que desea poder reducir la cantidad de fricción presente. Cuando frota sus manos juntas, crea calor debido a la fricción entre las superficies deslizantes de sus manos. Ahora imagine frotarse las manos 3600 veces por minuto: ¡sus manos estarían ardiendo! Se genera calor similar por fricción en su maquinaria. Si el lubricante en su máquina no se ha seleccionado adecuadamente teniendo en cuenta las temperaturas de funcionamiento estándar, carga, velocidad, etc., puede producirse una falla catastrófica. Sus rodamientos podrían quedar sin lubricante al detener la máquina o si la máquina está demasiado caliente. En estas condiciones, los rodamientos podrían quedarse pegados. Esto sería muy costoso si considera el tiempo perdido, la mano de obra utilizada y la reparación o compra del equipo. Para evitar fallas de esta naturaleza, lubricamos nuestra maquinaria para minimizar la resistencia al movimiento y, como resultado, minimizar la cantidad de calor producido. Hay muchas consideraciones que deben aplicarse al seleccionar el tipo de lubricante que necesitamos usar: viscosidad, aditivos necesarios, propiedades, etc. En situaciones en las que la capa de película tiene un grosor de unos pocos micrones, se podría imaginar que cualquier contaminante presente puede crear daños importantes, por lo que tratamos de eliminar la mayor cantidad posible. Si bien podemos controlar la cantidad de contaminación que ingresa a un sistema mediante el uso de sellos, filtros y otros controles, es imposible eliminar por completo el desgaste de la maquinaria, incluso con las mejores películas lubricantes. Entonces, ¿qué hacemos con las partículas de desgaste que no podemos evitar? Ciertos aditivos en el lubricante serán atraídos por estos contaminantes, los mantendrán suspendidos en el lubricante y los transferirán a los filtros u otros separadores instalados en el sistema donde serán eliminados. Finalmente, la mayoría de las superficies no se ven completamente afectadas por la humedad. Entonces, ¿qué significa cuando el agua y el aire entran en contacto con el metal? Corrosión, y como todos sabemos, eso no es bueno para la operación de la máquina. Entonces, ¿cómo ayuda un lubricante con este problema? Existen diferentes aditivos, de funcionamiento similar a los aditivos utilizados para el control de la contaminación, que evitan que las superficies metálicas entren en contacto con el agua. Esto evita la producción de corrosión, evitando daños en las superficies metálicas de la máquina. Película lubricante Hay tres tipos de películas lubricantes: película límite, película mixta y película gruesa. Cada una de ellas es diferente, pero todas dependen del aceite básico y los aditivos para proteger contra el desgaste. La lubricación a película gruesa puede dividirse en dos tipos: hidrodinámica y elastohidrodinámica. La lubricación hidrodinámica se presenta cuando dos superficies en movimiento deslizante (en movimiento relativo entre ellas) están totalmente separadas por una película de fluido. La lubricación elastohidrodinámica es similar, pero se da cuando las superficies están en movimiento rotatorio (una con respecto de la otra). La película en condición elastohidrodinámica es mucho más delgada

AUTOR: Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América. Quizás algunos de los componentes más abundantes en la industria son los cojinetes, más específicamente los cojinetes de elementos rodantes o rodamientos. Estos se encuentran en todo, desde motores eléctricos hasta cajas de engranajes y sistemas de transportación. Básicamente, si un eje necesita girar, puede ser (y lo es la mayoría de las veces) soportado por un rodamiento. Lo que algunas personas no se dan cuenta es que la composición real de estos dispositivos puede ser bastante diferente según la aplicación. Los rodamientos están compuestos por dos pistas separadas por un grupo de esferas o rodillos. La forma del elemento rodante determina la carga que puede soportar un rodamiento en particular, así como sus requisitos de lubricación. El primer tipo elemento rodante que discutiremos es uno de los más comunes: el rodamiento de bolas. Los rodamientos de bolas vienen en tantos tamaños, materiales y acabados como se pueda imaginar. Esto proporciona una flexibilidad increíble en su uso. Las bolas en estos rodamientos simplemente ruedan entre las dos pistas, sin importar en qué dirección estén los elementos. Como su nombre lo indica, los rodamientos de rodillos cilíndricos son cilindros que están dispuestos entre la pista interior y la exterior. Estos cilindros, que tienen forma de latas de refresco, ruedan a lo largo de sus costados en las pistas. Los elementos solo pueden rodar a lo largo de un solo eje, a diferencia de las bolas que pueden rodar en cualquier dirección. Los rodamientos de rodillos esféricos son muy similares a los elementos de rodillos cilíndricos con una excepción: están redondeados alrededor de su sección media. En lugar de ser un cilindro perfecto, los rodamientos de rodillos esféricos se redondean para que los lados del cilindro ya no sean paralelos entre sí. Esto les da más área de superficie en contacto con la pista que un elemento cilíndrico de la misma longitud. Los rodamientos de agujas son más pequeños en diámetro que los ejemplos anteriores, pero también tienen más longitud. Estos elementos son cilindros perfectos pero se estiran hasta el punto de parecerse a agujas. Aunque de pequeño diámetro, compensan el área de superficie en la longitud que abarcan. En los rodamientos de rodillos cónicos, un extremo de sus elementos tiene un diámetro mayor que el otro. Esto les da una ligera estructura cónica y permite que los elementos rueden a lo largo de un plano diagonal. Los ángulos creados por estos elementos les permiten soportar cargas axiales y radiales. Todos los tipos de elementos anteriores vienen en varios arreglos diferentes. Algunos rodamientos tienen una sola fila de elementos, mientras que otros emplean varias filas. Las jaulas se utilizan en ciertos rodamientos para separar los elementos y mantener su espacio constante. Los sellos son otro elemento que se puede personalizar en los rodamientos. Todas estas características marcan la diferencia en la funcionalidad del rodamiento, así como en su esperanza de vida. Los elementos rodantes se someten a un régimen de lubricación conocido como lubricación elastohidrodinámica. En este régimen, la película de fluido suele ser inferior a un micrón, y la presión de hasta 500,000 libras por pulgada cuadrada (psi) no es infrecuente. El aceite se convierte momentáneamente en sólido y deforma elásticamente el elemento rodante y la superficie de contacto. Cualquier contaminación puede interferir con este proceso con resultados devastadores. Las partículas presentes en la zona de carga causan degradación de las superficies en contacto y pueden conducir a la generación de más partículas de desgaste. 8 factores que afectan la selección de lubricante Velocidad Tamaño Tipo de rodamiento Carga Temperatura mínima y máxima de funcionamiento Condiciones ambientales (polvo, suciedad, humedad, etc.) Conveniencia de aplicación Esfuerzo de torsión o torque Los aceites tienen una propiedad conocida como coeficiente de presión-viscosidad. Esta es una medida de qué tan bien pueden convertirse momentáneamente en sólidos. El agua no tiene esta propiedad y, por lo tanto, puede conducir a condiciones límite cuando está presente en los rodamientos. Es importante controlar los niveles de agua en el aceite lubricante para evitar que esto ocurra. En algunos casos, los rodamientos pueden perder el 70 por ciento de su vida debido al agua antes de que el aceite se vuelva turbio. 58% de los profesionales de la lubricación usan rodamientos de bolas en su planta, según los resultados de una encuesta de machinerylubrication.com Hay dos tipos de cargas que sufren los rodamientos: cargas radiales y cargas axiales o de empuje. Las cargas radiales se experimentan como fuerzas de corte. Estas cargas se producen en las pistas del rodamiento, a diferencia de las cargas de empuje, que son fuerzas que empujan la cara de un rodamiento. En otras palabras, la carga radial de un motor eléctrico horizontal se encontraría por cualquier carga que empuje el eje del motor hacia arriba o hacia abajo, mientras que la carga de empuje sería cualquier carga que empuje el eje hacia el motor (en el mismo sentido de la orientación del eje). La cantidad y el tipo de cargas que experimenta su rodamiento determinan el tipo de rodamiento que necesita, así como los elementos rodantes dentro de él. Determinar el tipo de cargas que desea que maneje el rodamiento, así como las condiciones ambientales, lo ayudarán aún más en la selección del rodamiento adecuado. Las posibilidades de los rodamientos son infinitas, por lo que puede garantizar que haya uno que se adapte perfectamente a su aplicación. En nuestros cursos de preparación para certificación como técnico en lubricación de maquinaria le proporcionamos los conceptos básicos del funcionamimento de los rodamientos, su diseño y mejores prácticas de lubricación para ayudarle a lograr una mayor confiabilidad en su planta. ¡Forma parte de nuestra comunidad! Suscríbete a nuestra comunidad y recibe información relevante, herramientas de gran utilidad y artículos sobre mantenimiento, confiabilidad y gestión de activos ¡Forma parte de nuestra comunidad! Suscríbete a nuestra comunidad y recibe información relevante, herramientas de gran utilidad y artículos sobre mantenimiento, confiabilidad y gestión de activos

AUTOR: Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América. La Organización Internacional para la Estandarización (ISO) ha desarrollado un código de contaminación sólida, el cual es el dato principal a revisar en la mayoría de los reportes de resultados de análisis de aceites industriales. El valor de este código puede ayudar a determinar el nivel general de limpieza de un sistema bajo monitoreo. La mayoría de las veces, un usuario final puede establecer objetivos a cumplir, lo que permite tener un nivel de confianza en la medida en que la muestra de aceite analizada cumple los objetivos establecidos. La tendencia mundial en análisis de aceite es darle mucho crédito al código de contaminación sólida ISO. Algunos laboratorios han comenzado a reportar solo el resultado del código ISO. Hay también una fuerte dependencia de estos resultados por parte de los usuarios finales. El código de contaminación sólida ISO es una estupenda herramienta para el establecimiento de alarmas y objetivos para alcanzar y mantener todo lo concerniente a la limpieza del sistema. También es un elemento que puede ser utilizado como indicador de desempeño clave (KPI) para darle seguimiento, graficar y enviar los resultados. Sin embargo, el código de contaminación sólida ISO puede jugar un papel secundario cuando se trata de evaluar los resultados del análisis de una muestra de aceite. 73% de los visitantes a machinerylubrication.com han utilizado el código de contaminación sólida ISO para establecer sus alarmas de niveles de contaminación sólida de sus sistemas La mayoría de las muestras de aceite a las cuales se les analiza el contenido de partículas son evaluadas de acuerdo a lo que se conoce como conteo automático de partículas (APC). El patrón de calibración actual para APC es el ISO 11171. Cuando se envía una muestra para analizarla según APC, las partículas son contadas bien sea por el método del contador óptico láser o por el contador por bloqueo de poro. Aunque los laboratorios pueden reportar diferentes niveles de tamaños de partículas en micrones, un ejemplo de varios tipos de reportes incluyen niveles de tamaño de partículas mayores de 4, 6, 14, 21, 38, 70 y 100 micrones. Tabla 1 – Ejemplo de asignación del código de contaminación sólida. El ISO 4406:99 es el estándar para reportar el nivel de contaminación sólida de los fluidos. De acuerdo a este estándar, se asigna un código (número) a la cantidad de partículas, contadas en tres diferentes niveles de tamaño en micrones: mayores de 4, 6 y 14 micrones. El código ISO se asigna de acuerdo a lo indicado en la Tabla 1. Puede verse en el ejemplo de la izquierda. Sin embargo, sin analizar los resultados en bruto, lo único que podemos determinar positivamente con el código ISO es si una muestra ha alcanzado el objetivo establecido. El código ISO no ayuda a determinar cualquier tipo de información con relación a la tendencia real de la contaminación a menos que los valores de los datos en bruto a un tamaño de partícula dado, cambien lo suficiente como para incrementar o disminuir el código ISO. Tabla 2 – Comparación entre los resultados calculados para cada nivel exponencial y cómo se relacionan estos con la tabla del código de contaminación sólida ISO. ¿Qué nos dice el código de contaminación sólida ISO? Es fácil observar la tabla del código ISO y notar el patrón. En cada fila, el límite superior para cada código es aproximadamente el doble del límite inferior para el mismo código. Del mismo modo, los límites superiores e inferiores son el doble de los límites superiores e inferiores del código inmediatamente anterior. Esto se conoce como una serie de Renard. La unidad de medida del conteo de partículas es “partículas por mililitro de muestra.” Los contadores de partículas usados en los laboratorios utilizan más de un mililitro de muestra por ensayo. Durante el ensayo, los instrumentos utilizan aproximadamente 100 mililitros de muestra. La cantidad de partículas se cuenta en función de este valor. El número total de partículas secompara entonces con el valor que se obtenga de elevar exponencialmente el número 2 a determinada potencia, y ese exponente representa el código ISO de contaminación sólida para ese tamaño de partícula. Mantenerse limpio ¿Por qué la limpieza es importante? La respuesta es simple: la competencia. En un mercado mundial tan competitivo, donde los productos pueden potencialmente ser fabricados y embarcados desde el extranjero a un costo más bajo de lo que se puede producir en el país, es necesario mantener un nivel preciso de confiabilidad y productividad para conservar los costos a niveles manejables. Lubricantes y componentes libres de contaminantes extenderán el tiempo de vida de ambos, y en consecuencia,incrementarán la confiabilidad total de los equipos. Utilizando el ejemplo anterior (20/17/13), esto significa que el contenido de partículas mayores de 4 micrones, la cantidad medida estuvo por debajo de 220 y por encima de 219. Puesto que los resultados del conteo de partículas se expresan en partículas por mililitro, los resultados brutos deben ser divididos por 100. Aunque la regla general indica que por cada incremento en el código ISO de contaminación sólida, la cantidad de partículas se duplica, la realidad en cada situación es distinta. Debido a que la cantidad de partículas permisibles se duplica entre códigos, es posible que la cantidad de partículas se pueda incrementar por un factor de 4 y sólo aumentar un código ISO de contaminación sólida. Tabla 3 – Este ejemplo muestra cómo puede tener de dos a cuatro veces el ingreso de partículas y sólo incrementar un código de contaminación sólida o no tener incremento alguno. Esto puede llegar a ser un problema cuando usted establece un código de contaminación sólida de 19/17/14, el resultado de su muestra anterior fue de 18/16/13, y el resultado de la más reciente es 19/17/14. Para todos los efectos del reporte, usted ha alcanzado y se mantiene dentro del objetivo de limpieza de 19/17/14. Esto sugiere que el componente se encuentra en un estado “normal”. Teniendo en cuenta la información