LUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.1TEMA 5: Lubricacin de los Principales Sistemas Tribotcnicos. Lubricacin enel Diseo de Elementos de Mquina.CONFERENCIA 5.3LUBRICACIN COJINETES DE RODAMIENTO.Sumario:5.3.1. Generalidades acerca de los cojinetes de rodamiento5.3.2. Partes de un cojinete de rodamiento5.3.3. Colocacin del cojinete de rodamiento en la chumacera5.3.4. Ventajas y desventajas de los cojinetes de rodamiento, en comparacin conlos cojinetes de deslizamiento5.3.5. Clasificacin de los cojinetes de rodamiento5.3.6. Causas ms frecuentes de fallas en los cojinetes de rodamientos.5.3.6.La lubricacin de los cojinetes de rodamientos5.3.6.1. Funcin de los lubricantes5.3.6.2. Qufactoresdeterminanlaclaseycantidaddelubricanteautilizar?5.3.6.3. Qu factor determina la utilizacin de aceite o grasa?5.3.6.4. Qu propiedades debe cumplir el aceite empleado5.3.6.5. Cmo realizar el clculo de la viscosidad requerida del aceite.5.3.6.6. Lubricacin de los cojinetes de rodamientos con grasa.5.3.6.7. Seleccin de las grasas lubricantes para rodamiento5.3.6.8. Cantidad de grasa a utilizar5.3.6.9. Perodos de reengrase5.3.6.10. Regmenes de lubricacin en los cojinetes de rodamientoLUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.2INTRODUCCINLaconferenciaanteriorestudiamosunode loselementosdemquinasmsutilizadosen la Industria Mecnica: los cojinetes de deslizamiento; los cuales estn presentes enMCI, Turbinas, Maquinas Herramienta, etc.Los cojinetes de deslizamiento elementos de mquina imprescindibles, multi-propsitosydeunaimportanciacapitalenlasdiferentesmquinasyequiposdelaIndustriaMecnica.Ellosjunto aloscojinetesderodamientoylasruedas dentadasconstituyenentesdeinapreciablevalorparaeldiseo,construccinyexplotacindelosinnumerablesartculosconlosquesehavenidomoviendoelmundohastanuestrosdas.Su clasificacin mas general se hace atendiendo a tres factores bsicos: Larelacinentrelacargayelmovimientorelativo:Radiales,axialesyguiasdeslizantes. Las condiciones de explotacin: Friccin seca y lubricada Las condiciones de lubricacin: Lubricacin Limite, Mixta, EHDe Hidrodinmica.LUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.3DESARROLLO5.3.1. GENERALIDADES ACERCA DE LOS COJINETES DE RODAMIENTODefinicin: Un rodamiento o cojinete de rodadura es un tipo de cojinete, que es un elementomecnico que reduce la friccin entre un eje y las piezas conectadas a ste pormedio de rodadura, que le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento. Dependiendo de su funcin y de las cargas aplicadas, los elementos de rodadurapuedenser:bolas,rodilloscilndricos,rodilloscnicos,orodilloscilndrico-esfricos,(llamadostambinbarriletesporsuformaparecidaaun barril)(Web1, 2015).5.3.2. PARTES DE UN COJINETE DE RODAMIENTOLUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.45.3.3. COLOCACIN DEL COJINETE DE RODAMIENTO EN LA CHUMACERA5.3.4.VENTAJASYDESVENTAJASDELOSCOJINETESDE RODAMIENTO,ENCOMPARACIN CON LOS COJINETES DE DESLIZAMIENTOVentajas: El coeficiente de rozamiento de arranque es (f = 0,02) mucho menor que elde los cojinetes de deslizamiento (f = 0,12) Mayor fuerza portante por unidad de anchura del cojinete Menor consumo de lubricante y lubricacin ms sencilla Amplia normalizacin de tipos,dimensiones, carga admisible y duracin.Desventajas: Ms ruidosos Menos resistentes alas cargas de impacto y las sacudidas.LUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.55.3.5. CLASIFICACION DE LOS COJINETES DE RODAMEINTOI. Segn el tipo de elementos rodantes De bolas De rodillos (cilndricos, cnicos, esfricos) De agujasII. Segn el nmero de elementos rodantes De una hilera De varias hilerasIII. Segn el tipo de carga que pueden transmitir Radiales Axiales Radioaxiales5.3.6. CAUSASMSFRECUENTESDEFALLASENLOSCOJINETESDERODAMIENTOS. Causas de fallos vinculadas a la lubricacin que generan altas temperaturas: Excesiva cantidad de lubricante Una seleccin incorrecta del lubricante. Insuficiente cantidad de lubricante Incrementoderuido.Aunquetambin elnivelderuidopuedeoriginarsepor desalineamiento,entradadepartculasabrasivas,surgimientodelapicadura superficial y el deterioro producto de descargas elctricas.) Seleccininadecuadadellubricante: puede producircorrosindeloscojinetesdebido fundamentalmente a los aditivos que contenga el lubricante. El empleo de grasas lubricantes a velocidades superiores a las recomendadas Producen un incremento de la temperatura.5.3.6. LA LUBRICACION DE LOS COJINETES DE RODAMIENTOS5.3.6.1. FUNCIN DE LOS LUBRICANTES Formar en las superficies de contacto una pelcula separadora de lubricante consuficiente capacidad decarga.LUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.6 Evacuacin del calor (lubricacin con aceite). Reducir el rozamiento y el desgaste. Obturar el rodamiento hacia el exterior (en el caso de grasa)evitando la entradade sustancias y partculas slidas. Amortiguar el ruido. Proteger contra la corrosin.5.3.6.2. QUFACTORESDETERMINANLACLASEYCANTIDADDELUBRICANTE A UTILIZAR? El tipo y el tamao del cojinete. El tipo de construccin de las piezas anexas. La forma de aportacin del lubricante. Las condiciones de funcionamiento.5.3.6.3. QU FACTOR DETERMINA LA UTILIZACIN DE ACEITE O GRASA?El Factor de Velocidad (FV):El factor de velocidad (FV), se utiliza como el criterio primario en tal decisin.510 3= n d FVGrasa lubricante510 3 >= n d FVUso exclusivo de aceite lubricanteDonde:d = dimetro interior del cojineten = nmero de revoluciones por minuto del rbolEnelcasodeutilizaraceiteenlalubricacin,debencumplirseademslassiguientescondiciones: Elevadastemperaturasdefuncionamientoysenecesiteunbuenefectorefrigerante. En este caso la mayor parte del aceite se utiliza para la evacuacindel calor.LUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.7 Se requiere evacuar contaminantes. Cuandoloselementos demquinascontiguosrequierentambinelempleodeaceite. Cuando los intervalos de lubricacin con grasas son demasiado cortos.5.3.6.4. QU PROPIEDADES DEBE CUMPLIR EL ACEITE EMPLEADOEntrelasprincipalespropiedadesquedebeobservarelaceiteempleadoenlalubricacin de los cojinetes de rodamientos estn:+ Viscosidad correcta.+ Adecuado ndice de viscosidad.+ Buena resistencia a la oxidacin.+ Antidesgaste+ Antiemulsionantes+ Antiherrumbre y anticorrosivas.Sinembargoapesardelasventajasquesetienenallubricarlosrodamientosconaceites, es ms difcil garantizar una adecuada estanqueidad de la cavidad donde vanmontados.5.3.6.5. CMOREALIZAREL CLCULODELAVISCOSIDAD REQUERIDADELACEITE.Premisas:Si | u | temperaturaSi ! u No-formacin pelcula hidrodinmica CONTACTO DESGASTEI. Determinacin analtica de la Viscosidad del Aceite ,smmd nkm24500.

= 311000'

'=nk Si k s 1se toma k =1n = nmero de revoluciones por minutodm = dimetro medio del cojinete (se calcula segn: D d: dimetro exterior e interior)LUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.8II.- DeterminacindelaViscosidaddelAceiteatravsdelaCartadeSeleccinSi n ng ! un = velocidad de trabajo del cojinetenmax. = ng = velocidad mxima a que puede girar el cojinete lubricado con aceite, segnfabricante.A, B, C, D y E:Zonas que delimitan el tipo de RodamientoA De rodillos cilndricos cargados radialmente Curva IB Rgidos de bolas, de contacto angular De bolas a rtulasCurva I carga radialCurva II carga axialC Rgidos de doble hilera, de bolas o de rodillosD De rodillos cnicos y de rodillos a rtula Curva II carga radial.Curva III carga axial.E Axiales de bolas de simple efecto Axiales oscilantes de rodillos Axiales de rodillos cilndricosLUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.9 Oscilantes de una hilera de rodillosAdems se debe tener en cuenta: Cargas de impacto Vibraciones Aditivos EP| u 1.5 a 2 veces Velocidad de operacin por encima de 0,75 nmaxFormacin de espuma y | temperaturas) Cambiosdeaceitemsperidicos Velocidadesdegirodelrodamiento,pordebajode 0,1 nmax, Aditivos EP| 2vecesla u alvalorcalculado Ya determinada la viscosidad Seleccionar el grado ISO Se analizan las dems caractersticas requeridas Bsqueda del aceite ms apropiado (segn lo anterior) en los catlogos de losfabricantes.ACEITES LUBRICANTES INDUSTRIALESIdentificacin de viscosidadGrado ISOViscosidad media40 Cmm2/sLmites de viscosidada 40 C(mm2/s)Min. Max.ISO V.G 2ISO V.G 3ISO V.G 5ISO V.G 72.23.24.66.71.982.884.146.122.423.525.067.48ISO V.G 10ISO V.G 15ISO V.G 22ISO V.G 32ISO V.G 46ISO V.G 681015223246689.013.519.828.841.461.211.016.524.235.250.674.8ISO V.G 100ISO V.G 15010015090.0135110165LUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.10ISO V.G 220ISO V.G 320ISO V.G 460ISO V.G 680ISO V.G 1000ISO V.G 15002203204606801000150019828841461290013502423525067461101650La firma CASTROL recomienda los siguientes tipos de aceites para la lubricacin de loscojinetes de rodamiento empleados normalmente en la industria.AceiteViscosidadmm2/ s40oCViscosidadmm2/s100oCPuntoInflamacinoCAditivosHyspin AWS10 10 2,55 177Anti: Desgaste, Oxidante, Corrosivo, EspumaHyspin AWS15 15 3,2 174Hyspin AWS22 22 4,25 189Hyspin AWS32 32 5,26 231Hyspin AWS46 46 6,65 237Hyspin AWS68 68 8,60 243HyspinAWS100100 11,10 237HyspinAWS150150 14,50 2375.3.6.6. LUBRICACIN DE LOS COJINTES DE RODAMIENTOS CON GRASA.Cundo utilizar Grasa? En medio ambiente contaminado buena estanqueidad. Factor de velocidad dentro del rango establecido 510 3 VF. Necesidad de largos periodos de lubricacin.LUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.11Con cuales exigencias debe cumplir?Grado de consistencia adecuado.Buena resistencia a la oxidacin.Punto de goteo adecuado.Estabilidad mecnica.Buenas propiedades anticorrosivas.Buenas propiedades antidesgaste.Buenas propiedades antiherrumbre.Viscosidad adecuada del aceite base.Grado de Consistencia : Exigencia fundamental en las grasasNLGI 1, 2 y 3. : Cojinetes de RodamientoSi | temperaturas Grasas DurasSi ! temperaturas Grasas BlandasLatablacampodetemperaturadelasgrasaslubricantes,puedeutilizarsecomoelemento de orientacin. Tener en cuenta, adems, que segn sea la base metlica delagrasaasresponderdeformafavorableodesfavorableaotraspropiedades:Estabilidad al agua, corrosion, etc.Grado de consistencia de las grasas.ClasificacinN.L.G.I.Grado deConsistenciaPenetracintrabajada. 25oC000 Muy fluida 445 47500 Fluida 400 4300 Semi fluida 355 3851 Muy blanda 310 3402 Blanda 265 2953 Mediana 220 2504 Dura 175 2055 Muy dura 130 1606 Extra dura 85 115Campo de temperatura de lasgrasas lubricantesTipos deGrasasCampo deTemperatura.oC.BASE Li - 30 a+ 110COMPLEJO Li -20a+ 140BASE Na -30a+ 80COMPLEJO Na -20a+ 140BASE Ca -10a+ 60COMPLEJO Ca -20a+ 130COMPLEJO Ba -20a+ 130COMPLEJO Al -30a+ 110LUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.125.3.6.7. SELECCIN DE LAS GRASAS LUBRICANTES PARA RODAMIENTOTener en cuenta: Relacin velocidad de trabajo velocidad: n/nmax. Cargaespecifica: P/C:(P =cargaequivalente. C =Capacidaddecargadinmica del cojinete). Fraccin de rozamiento por deslizamiento: ] = 1- Para rodamientos de bolas, independientemente de la carga- Para decojinetes de rodillos cargados, preferentemente en sentido radial(Fa / Fr s 1).] = 2- Pararodamientosderodilloscargados,preferentementeensentidoaxial(Fa / Fr > 1).Rodamientos que giran a altasvelocidades y sometidos abajas cargasGrasas para rodamientos de uso normalAcercndosealalneaoblicua usodegrasas trmicamente ms establesPoseen aditivos de EP.Rodamientos con cargas de impacto, choque, vibraciones. Aceitebase |uCaractersticas de la Grasa dependiendo de las condiciones detrabajo. Determinacin del campo de utilizacinLUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.13Grasas para cojinetes de la firma S.K.F.DesignacinTemperatura de trabajomnima0CTemperatura de trabajomxima0CGrado deconsistenciaAgenteespesanteAceitebsicoViscosidadaceite 400Cmm2/ sViscosidadaceite 500Cmm2/ sLGMT2 -30 +110 2 JabnLi Mineral 95 58LGMT3 -30 +120 3 JabnLi Mineral 72 45LGEP2 -30 +110 2 JabnLi Mineral 195 110LGEM2 -20 +100 2 JabnLi Mineral 510 280LGLT2 -55 +110 2 JabnLi Di-ester 16 12LGHT3 -30 +150 3 JabnLi Mineral 110 65Las grasas LGMT2, LGMT3 y LGEP2 son adecuadas en ms del 90% de los casosObservaciones: Carga Ligera> 50 000horasdeduracinnominaldelrodamiento Carga Media 50 000 5 000 Carga Pesada 5 000 Velocidad Ligera # r.p.m. 25 % delavelocidadlimite,porcatlogo,paralubricacincongrasa Velocidad Media 25 75% Velocidad Alta > 75%Temperatura normal de funcionamiento: (0 70)0C5.3.6.8. CANTIDAD DE GRASA A UTILIZAR Inicialmente, la grasa se reemplaza por s misma en el rodamiento. La cantidad de grasa nueva debe de ser adecuada al tamao del rodamiento. Encasode quelacantidaddegrasanoest indicadaenlasinstruccionesdelubricacin, la cantidad de grasa se puede determinar por la frmulaB D G . 005 , 0 =LUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.14G = cantidad de grasa en |g|.D = dimetro exterior del cojinete en |mm|..B = ancho del rodamiento en mm ( B = H para cojinetes axiales).5.3.6.9. PERODOS DE REENGRASE Eltiempo queunrodamientoengrasadofuncionasatisfactoriamentesinreengrase,depende:deltipo,tamao,velocidadytemperaturadefuncionamiento del rodamiento, del ambiente, disposicin de las obturaciones, ytipo de grasa. Para rodamientos pequeos especialmente los rgidos de bolas, la duracin de lagrasa es tan prolongada que en muchos casos, no se necesita la relubricacin. Eltiempodereengrasesepuedecalcularaproximadamenteporlasiguientefrmula'

' = dd nC Tf9.10 . 326Tf = tiempo de reengrase en horas.n = revoluciones por minuto del cojinete.d = dimetro interior del cojinete en mm.C = 4,35 Cojinetes radiales de bolasC = 2,174 Cojinetes de rodillos cilndricos, rodamientos de agujasC = 0,435 Rodamientos de rodillos a rtula, de rodillos cnicos, axiales de bolas,axialesderodilloscilndricos(0,5Tf ),rodilloscilndricossinjaulas(0,2 Tf ).La frmula es vlida para un rango de temperatura de t = (60 70)0CS t = 15 C > 70 C 2TfSt = 50 C 2TfSi los intervalos derelubricacin son: 500 horas cojinetes del I GrupoLubricar con Aceite 250 horas cojinetes del II Grupo 50 horas cojinetes del III GrupoLUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.155.3.6.10. REGMENES DE LUBRICACIN EN LOS COJINETES DE RODAMIENTOUn criterio para evaluar la efectividad de la pelcula lubricante es el coeficiente relativode pelcula (),De acuerdo a resultados experimentales se establecen los siguientes regmenes: 1 Lubricacin lmite en toda las superficies de contacto1 1,5 Lubricacin Mixta (Lmite + EHD)1,5 3 Lubricacin Mixta (Lmite + EHD)3 4 Separacinprcticamentetotaldelassuperficies.(Algunoscontactos discretos de las asperezas)Relacin entre el rgimen de lubricacin y el tipo dedesgaste 1 - Fuerte estado deformacional en las superficies de contacto- | f- Aparecen diferentes tipos de desgaste( s 0,3 diferentes formas de desgaste adhesivo)1 1,5 - Accin superficial es menos intensa- Desgaste en forma de pulido- Fallo caracterstico: Picadura Superficial.1,5 3 - Cierto desgaste superficial- Superficie pulida.3 4 - No se observa ningn dao superficial ni desgaste apreciable- Fallo: que se produce es el de fatiga subsuperficial.0h=ho = espesor de pelculao =acabado superficialLUBRICACIN DR.MARCELO N. NAVARRO OJEDAFACULTAD INGENIERA MECNICA. ESCUELAMECNICA. ESPOCH.16 4 - Ningn dao superficial- Fatiga subsuperficial- Vida til del cojinete puede ser mayor que la calculada.CONCLUSIONESDe los cojinetes de rodamientos podamos decir, de igual manera que sonelementosdemquinaimprescindibles,multi-propsitosydeunaimportanciacapitalenlasdiferentesmquinasyequiposdelaIndustriaMecnica.Ellosjuntoaloscojinetesdedeslizamiento ylasruedasdentadasconstituyenentesdeinapreciablevalorparaeldiseo,construccinyexplotacindelosinnumerablesartculosconlosquesehavenido moviendo el mundo hasta nuestros das.BIBLIOGRAFA1. Fuller, D. D.Teora y prctica de la LUBRICACION.2. Martnez Escanaverino, Jos.Teora y prctica del rozamiento. ISPJAE. 1986.3. NavarroOjeda,Marcelo.Lubricacindeloscojinetesdedeslizamiento(CompendioelaboradoapartirdeDiseoyTribologadeCojinetesdeDeslizamiento de Rodrguez Martnez y Reyes Mojena)4. Rodrguez Martnez, Calixto y Reyes Mojena.Diseo y Tribologa de Cojinetes deRodamiento. ISPJAM. 1999.5. Web1. Cojinete. Disponible en Web: https://es.wikipedia.org/wiki/Cojinete