Lubricantes

LUBRICANTES
Fluido empleado para suavizar el movimiento
de dos superficies.
¾ Logra reducir los desgastes de las
superficies de frotamiento.
¾ Reduce o evita la corrosión de los órganos
lubricados y contribuye a disipar el calor
producido por el rozamiento.
¾ Contribuye a evacuar de las zonas de
rozamiento los sedimentos perjudiciales
depositados en ella.
Aceites Minerales
Provenientes de la destilación del crudo. Son
hidrocarburos CnHm (n = 15 a 25 y m = 30 a 50).
¾ 20 a 40% son compuestos no saturados de cadena
abierta, mayor porcentaje de naftalénicos y el resto
son compuestos saturados naftalénicos y
aromáticos.
Características Principales:
¾ Absorben oxigeno a altas temperaturas. No se
oxidan a temperatura ambiente
¾ No reaccionan con bases
¾ No solubles, vaporizan a 400°C y se oxidan.
¾
Grasas Minerales
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
Lubricantes semisólidos o plásticos. Se obtienen a
partir de la mezcla de Aceite Mineral con Lubricantes
Sólidos (grafito o bisulfuro de molibdeno) y
Espesantes (jabones metálicos, Ca, Al, Na, Li, Ba).
Reemplaza al aceite en elementos sometidos a
movimientos centrífugos.
Protege del contacto con agua, polvo, etc.
Existen muchas diferencias de calidad debido a la
complejidad de la obtención.
Pueden sufrir endurecimiento.
Al ser pastosa ofrece resistencia a los mecanismos.
No son estables a altas temperaturas, por lo tanto se
le agregan aditivos.
¾ Diferencias entre una grasa y un
lubricante
¾ Se diferencian en que una grasa proviene
de una esterificación de ácidos saturados,
mientras que los lubricantes provienen de
ácidos no saturados (la grasa se define
como un aceite saturado).
VISCOSIDAD
¾
Propiedad de los fluidos que se manifiesta por la
resistencia al desplazamiento relativo de sus
partículas debido a la actividad molecular.
¾
Un filete al desplazarse con respecto a otro
contiguo con velocidad diferente da lugar a una
resistencia debida al intercambio molecular que se
establece entre sus partículas determinando una
masa en movimiento parcialmente transversal. La
correspondiente cantidad de movimiento da origen a
la fuerza de resistencia llamada viscosidad absoluta
o dinámica (µ) la cual depende de la naturaleza del
fluido y su temperatura.
Para vencer esta resistencia es necesario aplicar
una fuerza...
F = µ.s.(v / h)
⇒
µ = F.v / s.h [Poise]
¾
VISCOSIDAD
VISCOSIMETRO
Se trata de dos cilindros concéntricos entre los
cuales, por tener diámetros ligeramente
diferentes, puede introducirse el fluido cuya
viscosidad se desea estudiar, a determinada
temperatura
¾
¾
El cilindro exterior gira y debido a la viscosidad del
fluido se produce el arrastre del cilindro interior que
alcanzará una posición de equilibrio debido a la acción
de un resorte solidario (cupla recuperadora). El ángulo
girado por el cilindro interior en la posición de equilibrio
depende de la viscosidad del fluido.
M = F . Ri = µ.s.(v / h) . Ri
S = 2.π. Re. L
V = W.Re
h = Re – Ri
M = 4. π .W.Re2.Ri2.L. µ / Re2 – Ri2
Conociendo el valor del par de fricción y el de la cupla
recuperadora puede calcularse el valor de la viscosidad
absoluta.
Indice de Viscosidad (I.V.)
¾
¾
¾
¾
Es un valor que representa la variación de la
viscosidad de un lubricante con la temperatura. Este
valor será tanto MAYOR cuanto MENOR sea dicha
variación.
Para determinar este índice se compara la
viscosidad del aceite en estudio con la de otros dos
aceites tomados como referencia. Estos aceites se
denominan:
Aceite H: Es un aceite parafínico standard, presenta
escasa variación de viscosidad con la temperatura.
Su indice de viscosidad se fija en 100.
Aceite L: Es un aceite naftalénico standard, presenta
gran variación de viscosidad con la temperatura. Su
índice de viscosidad se fija en 0.
Cálculo del índice de viscosidad
¾
¾
¾
¾
En el viscosímetro Standard Saybolt Universal se
mide la viscosidad (cinemática, γ = µ / δ) del aceite
en estudio a 38°C (u) y a 99°C (x).
Suponiendo que los aceites comparados H y L
tuvieran sus viscosidades a 99°C iguales a las del
aceite en estudio a la misma temperatura sus
viscosidades respectivas a 38°C serían las que se
obtienen de tablas.
Con este valor (el de viscosidad a 99°C) se busca en
tabla la viscosidad de H y L a 38°C, así, con estos
datos se calcula el I.V. mediante la expresión
empirica de Dean y Davis
I.V.= (L – u) / (L – H) (todas a 38°C)
Diferencia entre Grado e Indice de
Viscosidad
¾
¾
La viscosidad de un lubricante es la resistencia
entre capas adyacentes de fluido a fluir ante un
esfuerzo de corte, la cual viene dada por la fórmula
de Newton σ = µ.(δv/δn). El grado de viscosidad de
un lubricante se determinará ensayando mediante
un viscosimetro ya sea Saybolt, Engler o Redwood.
El indice de viscosidad es una relación entre dos
ensayos de viscosimetro a 100°F y 210°F que se
calcula mediante el gráfico de Dean y Davis (Cuanto
mayor sea el I.V. de un aceite, mas estable será ante
las variaciones de temperatura).
Estabilidad química de un aceite
lubricante
¾
¾
¾
¾
La lubricación pasa por situaciones severas,
especialmente en motores de combustión interna o
bombeos. En consecuencia, se producen generalmente,
ciertos fenómenos que alteran el comportamiento del
lubricante. Los fenómenos mas frecuentes son:
a.- Cracking: rotura de moléculas por asociación de
otras mas pequeñas.
b.- Oxidación
c.- Acción Catalítica: Las superficies metálicas al estar
bruñidas (lustradas, pulidas) tienen un efecto catalítico
sobre el lubricante produciendo su envejecimiento o
degradación. Este efecto va disminuyendo a medida que
se van ensuciando las superficies lubricadas
Aceites¾
Aceite Vegetal Castrol
Es un aceite mas caro que los aceites comunes debido a su
mayor poder lubricante. Se utiliza en competición Deportiva y
algunos de sus componentes son vegetales.
Aceite Compound
Un lubricante Compuesto o Compound.
Disminuye la fricción -Baja el calor disipado-Reduce el desgaste Aporta estabilidad a la oxidación, tiene prop. de detergencia y
aceitosidad. Se le agregan aditivos para que satisfaga ciertas
condiciones de lubricación.
Aditivos : Mejoradores del I.V. (poliestireno, poliisobutileno),
depresores del punto de congelación (estearato de aluminio),
de untuosidad (jabones de metales), de extrema presión
(aditivos con azufre, plomo, y cloro), antidesgaste,
antioxidante, detergentes, antiespumantes (polímeros de
silicona), etc. Ejemplos de lubricantes compuestos tenemos en
el Supermovil, Hipermovil, de maquinas y frigorificos.
¾
¾ Aceite Multigrado
¾ El aceite multigrado posee un agregado
de aditivos como los poliisobutilenos y el
poliestireno, que elevan sensiblemente su
índice de viscosidad e impiden que su
viscosidad varíe mucho con la
temperatura.
Lubricantes- Hidrogenación
¾
¾
¾
Método por el cual se transforma un aceite
(Hidrocarburo no saturado) en un hidrocarburo
saturado por la adición de hidrógeno (al romperse
los dobles enlaces), esto le aumenta la viscosidad
dinámica al aceite.
A causa de la presencia de enlaces no saturados
ingresan a los lubricantes elementos extraños a
como el azufre y otros compuestos (tienden a formar
goma vulcanizada, lo que es muy común en la
combustión de los motores Diesel).
Para evitar el fenómeno se coloca a contracorriente
un medio rico en hidrógeno de manera de saturar la
mayor cantidad de enlaces posibles y evitar la
introducción de átomos extraños.
Lubricantes- Propiedades
¾
¾
¾
¾
¾
Punto de Inflamación
Es la temperatura en la que, ante la presencia
de llama, se inflaman e inmediatamente se
apagan los vapores del aceite.
Punto de Combustión
Es la temperatura en la que, ante la presencia
de llama, el aceite arde durante unos segundos.
En general, el punto de combustión es unos
35°C mayor que el de inflamación.
Lubricantes- Propiedades
¾
¾
¾
¾
Viscosidad
Punto de congelación: toda la masa de
lubricante solidifica por efectos de la
temperatura y deja de fluir.
Punto de niebla: temperatura a la cual se forma
una niebla, indicando una incipiente
cristalización de la parafina.
Punto de inflamación: temperatura a la cual ante
la presencia de llama se inflama el aceite e
inmediatamente se apaga.
Lubricantes- Propiedades
¾
¾
¾
¾
¾
Punto de combustión: temperatura a la cual el aceite
ya arde por algunos segundos, ante la presencia de
llama; es 35°C mayor al de inflamación.
Punto de autoinflamación: temperatura a la cual el
aceite arde sin necesidad de llama.
Punto de coquización: cuando se carboniza el
lubricante por falta de oxígeno en el aire.
Poder detergente: la capacidad de mantener los
sedimentos gomosos en suspensión coloidal en la
masa del aceite sin perder las cualidades
lubricantes.
Poder antiespumante: evitar la dispersión de aire o
gas en el lubricante
Lubricantes- Propiedades
¾
Aceitosidad :debido a las características de las
moléculas del lubricante y a la acción de las
superficies metálicas se produce una absorción de
las moléculas sobre las superficies a lubricar. Esta
absorción es particularmente intensa cuanto mas
asimétrica o polar es la molécula del lubricante ya
que el radical ácido se une químicamente al metal
formándose una capa delgada que dará un menor
coeficiente de fricción.
¾
Untuosidad : es la adherencia que este lubricante
posee a una determinada superficie (un lubricante
muy aceitoso o untuoso es uno de cadena larga y de
elevado peso molecular).