10 Congreso de Mantenimiento Gestión de Activos y Confiabilidad URUMAN 2014

Transcripción

1 10 Congreso de Mantenimiento Gestión de Activos y Confiabilidad URUMAN 2014

2 Temario: 1- Engranaje Industriales 2- Hidráulicos 3- Grasas Lubricantes

3

4 Sistemas de Engranajes Dispositivos mecánicos usados para: Transmitir potencia o energía rotatoria de una maquina o fuente. Aumentar o disminuir velocidad de ejes Aumentar o disminuir torque Cambiar dirección de rotación de ejes Sincronizar velocidad de ejes.

5 Sistemas de Engranajes Requerimientos Basicos: durabilidad, precision y Confiabilidad Accesorios: funcionamiento suave y eficiente.

6 Sistemas de Engranajes - Tipos

7 Sistemas de Engranajes - TIPOS Características SINFÍN Y CORONA Ejes a 90, pero con el máximo desfasaje Corona: 359, 360 dientes. Engranan con una vuelta del tornillo. Relación de velocidades muy baja. Menor aprovechamiento de la energía. Usos: Envasado, manipulación de materiales, maquinas herramientas.

8 Sistemas de Engranajes TIPO DE ENGRANAJE MATERIALES USUALES (METALES EN CONTACTO) CONTACTO TEORICO ENTRE DIENTES CONDICIONES DE CARGA EJES PARALELOS EJES ENTRECRUZADOS RECTOS ACERO/ACERO LINEA RECTOS HELICOIDALES ACERO/ACERO LINEA CONICOS ACERO/ACERO LINEA CONICOS HELICOIDALES ACERO/ACERO LINEA CARGAS NORMALES NORMALES O MODERAMENTE PESADAS CARGAS PESADAS O DE CHOQUE CARGAS MUY ALTAS (TEMPLADO) EJES PERPENDICULARES HIPOIDALES SINFÍN ACERO TEMPLADO/ACERO TEMPLADO ACERO TEMPLADO/BRONCE LINEA O AREA LINEA O AREA NORMALES NORMALES (BAJAS VELOCIDADES)

9 Engranajes - funcionamiento Principio de funcionamiento Accionamiento hermanado de dientes con mínima fricción. Perfil de envolvente - diseño especial para que (teóricamente) rueden sin deslizar. Materiales: dureza y resistencia para soportar la carga (tratamientos). Terminación de superficies: asegurar ausencia de irregularidades (mecanizado).

10 Engranajes - funcionamiento

11 Engranajes - funcionamiento Operación real, al hermanarse los dientes bajo el efecto de las cargas, ocurren rodadura y deslizamiento En todos los engranajes reales se produce esta combinación de rodadura y deslizamiento Deslizamiento - proporción y dirección varia con el tipo de engranaje.

12 Engranajes - funcionamiento

13 Engranajes - funcionamiento Engranajes rectos y cónicos, mínimo deslizamiento es menor y la dirección es en ángulo recto a la línea de contacto. Sinfín y corona máximo deslizamiento y es sobre la línea de contacto. Hipóidales y cónico helicoidales la proporción de deslizamiento es intermedia entre las anteriores.

14 Lubricación de Engranajes Requerimientos

15 Lubricación de Engranajes Requerimientos Condiciones de lubricación - bajar o evitar velocidad de deslizamiento entre superficies y soportar altas cargas ( película Elastohidrodinamia EHD). Propiedad utilizada relación viscosidad/presión de los aceites base lubricantes. Sometido a altas presiones, el aceite lubricante aumenta su viscosidad comportándose como un semisólido, minimizando el contacto metal-metal y el desgaste.

16 Lubricación de Engranajes Requerimientos Superficies no conformes Aunque se muevan a altas velocidades el lubricante empujado a las zonas de contacto esta sometido a altísimas presiones. Lubricación (EHD) elastohidrodinamica

17 Lubricación de Engranajes Requerimientos Espesor de película requerida: 2 a 3 tres veces más gruesa que la media compuesta de las asperezas de ambas superficies. Capacidad de película (EHD) determinada por viscosidad del lubricante y naturaleza del aceite base. Bases con alta relación viscosidad/presión son mas eficaces. (minerales < PAO ) Reforzamiento con aditivos AW o EP

18 Lubricantes de Engranajes Peformance requerida varia fuertemente con proporción de rodadura/deslizamiento y cargas límite de cada tipo de engranaje. Transmisiones mas eficientes desarrollan mayores velocidades, mas altas cargas y temperaturas de operación. Requerimientos al aceite base y a los aditivos del lubricante de engranajes.

19 Lubricantes de Engranajes - Funciones Reducir la fricción el desgaste Protección EP Prevenir corrosión y el herrumbre Remover contaminantes Dispersión de productos de oxidación Reducir ruidos y vibraciones Resistir la oxidacion Remover energía disipada (calor)

20 Lubricantes de Engranajes - Funciones Disminuir la fricción y evitar el desgaste Grandes esfuerzos, concentrados en regiones muy pequeñas superficies de sus dientes. Si los dientes entran en contacto directo (bajo altas cargas) la fricción y el desgaste los destruirían. Debe lograrse una película lubricante que mantenga separadas las superficies de contacto.

21 Lubricantes de Engranajes - Funciones Protección proteger engranajes de corrosión y el herrumbre. Limpieza - superficies metálicas libres de residuos y desechos generados por la fricción. Refrigeración - en engranajes cerrados el lubricante debe actuar como refrigerante, extrayendo el calor generado

22 Lubricantes de Engranajes - Propiedades Viscosidad: Es la propiedad mas importante de un lubricante para engranajes. Elevada(+) - para mantener adecuado espesor de película en todas las condiciones de operación. Exceso(-) - pérdidas de potencia por arrastre fluido, aumento de temperatura e incremento en la degradación del lubricante.

23 Viscosidad equivalencias AGMA 9005-D94 Viscosity classification for gear oils viscosity Equivalent ISO EP gear oils AGMA mpa.s at 40 C viscosity class AGMA lubricant no. Min max (ISO 2448) lub. no EP EP EP EP EP 7C 1) EP 8C 1) EP 8AC 1) A EP

24 Lubricantes de Engranajes - Propiedades Capacidad de formar películas resistentes en condiciones extremas (característica de la base). Tener aditivos Modificadores de fricción, Antidesgaste (AW) y Extrema Presión (EP) Buen desempeño a altas temperaturas. Resistencia a la oxidación

25 Aditivos mejoradores de película, AD y EP Los aditivos mejoradores de película forman películas (bajo determinadas condiciones de presión y temperatura) sobre la superficie metálica Por adsorción física o por reacción química. Estas películas poseen un coeficiente de fricción menor que el del lubricante fluido.

26 Aditivos mejoradores de película, AD y EP

27 Lubricantes de engranaje Principales Ensayos Ensayos propiedades Antidesgaste o Extrema Presión ASTM D FZG A/8.3/90 (caja de engranajes, desgaste adhesivo) ASTM D Test de las 4 Bolas (EP, antidesgaste y antisoldadura) ASTM D Ensayo Timken (mide resistencia a la abrasion y capacidad de carga de un aceite o de una grasa.)

28 Lubricantes de Engranajes - Propiedades Propiedad Viscosidad AW/EP(****) Estabilidad térmica y oxidativa Propiedades requeridas a n lubricante de Engranajes Descripción El lubricante debe mantener una viscosidad adecuada para formar un film estable a las temperaturas y velocidades de operación especificadas. Ref. AGMA 9005-E2 Debe tener la capacidad de prevenir la falla por picado cuando las superficies del diente son sometidas a altas presiones o cargas. No se debe oxidar fácilmente y debe funcionar en un ambiente húmedo y de altas temperaturas por un largo periodo. Tolerancia al agua El lubricantes no se debe alterar por la humedad que condensa por cambios de temperatura cuando el sistema se detiene. El lubricante además debe separarse fácilmente del agua. Inhibición de espuma Resistencia a la corrosión. Debe resistir la formación de espuma resultante de la agitación y si se forma debe romperse rápidamente. La presencia de aire entrampado en el aceite no permite la formación de film adecuado. No debe causar corrosión al cobre ni al hierro y a su vez debe tener la capacidad de neutralizar las especies corrosivas del entorno.

29 Lubricantes de engranajes industriales - Especificaciones Son utilizados en equipos: como molinos de acerías, construcción, explotación minera, hornos de cemento, centrales de energía. Sus especificaciones son establecidos por Asociaciones de Técnicos u Organizaciones: AISE (ex US Steel) 224 AGMA DIN 51517/part.3

30 Lubricantes de engranajes industriales - Especificaciones David Brown Cincinnati Milacron P-74 General Motors, LS-2 Society of Tribologist and Lubrication Engineers (STLE) De acuerdo a su aplicación los podemos clasificar en: Lubricantes solidos. Lubricantes para engranajes abiertos. Lubricantes para engranajes cerrados.

31

32 Lubricantes industriales - Aplicaciones Lubricante Lubricante recomendado vs Tipos de Engranajes Tipos de Engranaje Recto Helicoidal Sinfín y Corona Cónicos Hipoidales R&O o AW (no EP) Turbolub o Trelub AD Cargas normales Cargas Normales Solo Cargas ligeras, bajas velocidades Cargas Normales No Recomendable EP oils - (Celub EP) Altas cargas o golpes Altas cargas o golpes Satisfactorio para la mayoría de las aplicaciones Altas cargas o golpes Requerido para la mayoría de las aplicaciones Compound (5%) - (Cilindrolub C 460) Normalmente No usado Normalmente No usado Preferido por la mayoría de los fabricantes Normalmente No usado Solo para cargas ligeras Aceites residuales de engranajes abiertos - (Lubranajes) Bajas velocidades, abiertos Bajas velocidades, abiertos Solo bajas velocidades. Deseable aditivos EP Bajas velocidades, abiertos Solo bajas velocidades (Requeridos aditivos EP) Grasas - (Multilub EP, Nitalub) Bajas velocidades, abiertos Bajas velocidades, abiertos Solo bajas velocidades. Deseable aditivos EP Bajas velocidades, abiertos No Recomendable

33 Lubricantes industriales - Aplicaciones Recomendaciones típicas de grados de viscosidades: ISO 68,100 y 150 engranajes y cojinetes de reductores pequeños, reductores de alta velocidad y unidades grandes con temperatura ambiente < de 10 C ISO 220 y 320 para engranajes y cojinetes de tamaño medio, velocidades bajas y temperaturas entre 30 C y 40 C ISO 460 y 680 para engranajes y cojinetes de unidades grandes, con altas cargas y velocidades moderadas. También en más pequeñas con temperaturas menores a 40 C

34

35

36 Muchas Gracias