fundamentos básicos de lubricacion

1. Fundamentos Básicos de LubricaciónFundamentos Básicos de Lubricación

2. TribologíaTribología
Los Objetivos de la Tribología son el estudio y la reducción de la fricción y del Desgaste
entre superficies en Movimientos:
Fricción: puede ser Sólida ó Fluida.
Al nivel microscópico, las superficies de las piezas de las maquinarias aparecen
como una cordillera, con cumbres (asperezas), y valles (hendiduras, rasguños)

3. ¿Qué es lubricación?¿Qué es lubricación?
Es la tarea de aplicar un fluido (lubricante) entre dos superficies en
movimiento para reducir su contacto.
El fluido debe ser bien seleccionado para la aplicación, aplicado en la
cantidad y momento adecuado; por una persona conocedora.
Nota: Lubricación es cualquier procedimiento que tenga el efecto de
reducir la fricción o el desgaste.
Fricción: resistencia al movimiento encontrado al deslizarse.
Desgaste: pérdida o destrucción del material de una superficie.

4. Tipos de FricciónTipos de Fricción
Fricción – Es el resultado del
contacto de las asperezas
cuando una superficie se
desliza a través de otra bajo
una carga de trabajo.
Una película de aceite
para separar las
superficies de contacto.
Para separar las superficies de contacto, la película de
aceite debe tener un ESPESOR Determinado.
λλ = Espesor de Película /= Espesor de Película /
Aspereza de la SuperficieAspereza de la Superficie
Rugosidad (aspereza) de la Superficie
λ Pequeña
λ Grande
λ ==
0-1 Lubricación Límite0-1 Lubricación Límite
1-1-4 Lubricación Mezclada4 Lubricación Mezclada
44 Lubricación HidrodinámicaLubricación Hidrodinámica
(película completa)(película completa)
λ determina los diferentesdetermina los diferentes
sistemas de lubricación:sistemas de lubricación:

5. Tipos de películas ReductorasTipos de películas Reductoras
La película reductora de fricción consistir de:
-Líquida (fluidos, principalmente productos derivados
del petroleo)
- Sólida (ej. Grafito / molibdeno)
Los productos derivados del petróleo son ideales para la lubricación,
debido a su buena relación con los metales.

6. Elaboración de losElaboración de los
lubricanteslubricantes

7. LubricanteLubricante
• Un lubricante es una sustancia líquida, sólida o plástica que controla la fricción y el desgaste mediante la
aplicación de una capa reductora de fricción entre las superficies en contacto dinámico.
Lubricante = Base + Aditivos
Un aceite Lubricante se
compone de: aditivos
Antioxidantes
Inhibidores de
corrosión
aditivos anti
espuma
aditivos que
refuerzan la
película de
aceite
aceite mineral

8. LubricanteLubricante
Bases
Minerales Sintéticas

9. Bases lubricantesBases lubricantes
Minerales
Parafínicas
Nafténicas
Sintéticas
Hidrocarburos sintetizados (SHC)
Esteres

10. Bases lubricantes mineralesBases lubricantes minerales
Extracción
de petróleo Refinación
Bases
lubricantes
minerales

11. PRODUCTO
FINAL
ACEITE
BASE
SOLVENTE
NEUTRO
Cómo se produce el aceite baseCómo se produce el aceite base
RESIDUO
TORRE ATMOSFERICA
PETROLEO
CRUDO
COMBUSTIBLE
* Cada corte es enviado a diferentes torres separadamente
EXTRACCION DE
SOLVENTES
TORRE DE
EXTRACCION
SOLVENTE
(Remueve
Aromáticos)
UNIDAD
DESCERADORA
CERA
HIDROGENO
(Remueve
Ceras)
TORRE DE
HIDRIFINALIZADO
NAFTA
(Remueve
compuestos
de Naftas)
*
*
*
RESIDUO
DESASFALTADOR
ASFALTO
TORRE DE VACIO
SOLVENTE
*
CORTES
DE
ACEITE
BASE *

12. Parámetros de CalidadParámetros de Calidad
Propiedades fundamentales del “Base Stock”Propiedades fundamentales del “Base Stock”
1. Viscosidad - espesor
2. Lubricidad - Capacidad par soportar la carga de
trabajo
3. Indice de Viscosidad - Relación viscosidad /
temperatura
4. Punto de Inflamación - Temperatura de inflamación
5. Punto de verter - Temperatura necesaria para fluir
6. Estabilidad térmica
7. Desimulsifilidad
8. Anti espuma
9. Compatibilidad con aditivos
10. Solubilidad con aditivos
La calidad y rendimiento de los lubricantes depende mucho de lasLa calidad y rendimiento de los lubricantes depende mucho de las
propiedades del aceite basepropiedades del aceite base

13. Cinco características claves de aceites basesCinco características claves de aceites bases
PropiedadPropiedad Características definidasCaracterísticas definidas Métodos ASTMMétodos ASTM
ViscosidadViscosidad Ley de viscosidad del aceite D-445
Indice de viscosidadIndice de viscosidad Relación viscosidad - temperatura D-2270
Gravedad específicaGravedad específica densidad del aceite relativa al agua D-1298
Punto de InflamaciónPunto de Inflamación Volatilidad a altas temperaturas y
propiedades de inflamación
D-92/D93
Punto de vertidoPunto de vertido Comportamiento de la fluídez del aceite
a temperaturas bajas
D-97/IP15

14. AditivosAditivos
• Aditivos que agregan “nuevas” cualidades
necesarias para aplicaciones especificas :
•Detergentes / Dispersantes
•Antidesgaste/ Modificadores de Fricción
•Reserva Alcalina
• Aditivos que mejoran cualidades existentes en el
aceite.
•VII: Mejoradores de Indice de Viscosidad.
•Depresores de Punto de escurrimiento
•Demulsificadores
•Antiespumantes
• Aditivos que protegen al aceite del ambiente
agresivo:
•Antioxidantes.
•AntiCorrosivos y AntiHerrumbres.
PAQUETE DE ADITIVOS
ACEITE DE 1970 ACEITE DE 1999
95%
5%
75%
25%
Hoy
hasta
33%

15. Paquete de
Desempeño (13%)
20%
9% 4% 3%1%1%
0%
0%
62%
Dispersante Detergente Antidesgaste
Modificador de Fricción Antioxidante Depresor del Vertido
Inhibidor de Corrosión Demulsificador Antiespuma
Ejemplo: Aceite típico para motor DieselEjemplo: Aceite típico para motor Diesel
(SAE 15W-40)(SAE 15W-40)

16. AditivosAditivos
√√√√√√Inhibidores de la
corrosión
√√√√√√Anti espuma
√√√√√Demulsificantes
5-10%10-30%2-10%3-10%0.5-5%% de volumen de
aceite
√(3)Aumentador V.I.
√(2)Dispersantes
√√Detergentes
(5)√√(1)Antidesgaste AW
(4)√Presión extrema EP
√√√√√√Inhibidores de la
oxidación
circulatoriocirculatorio
ss
MMááquinaquina
papeleraspapeleras
motormotorhidrahidraúúlicoslicosEngraEngra--
najesnajes
turbinaturbinaAditivosAditivos
√√√√√√Inhibidores de la
corrosión
√√√√√√Anti espuma
√√√√√Demulsificantes
5-10%10-30%2-10%3-10%0.5-5%% de volumen de
aceite
√(3)Aumentador V.I.
√(2)Dispersantes
√√Detergentes
(5)√√(1)Antidesgaste AW
(4)√Presión extrema EP
√√√√√√Inhibidores de la
oxidación
circulatoriocirculatorio
ss
MMááquinaquina
papeleraspapeleras
motormotorhidrahidraúúlicoslicosEngraEngra--
najesnajes
turbinaturbinaAditivosAditivos
Aditivos Comunes en Aceites Lubricantes

17. AditivosAditivos
Borato EP de fósforo de
azufre MoS2, grafito
Ditiofosfato de Zinc
de Zinc (ZDDP), Fosfato
de Tricresil (TCP tricresyl
phosphate)
Detergente sobre
basados, ….
Sulfanatos, derivados de
ácidos fosfóricos y
ácidos grasos
Dialquilsitiofosfato de
Zinc (ZDDP), fenoles
inhibidores (hindered
phenols)
MaterialesMateriales
Azufre, Ph
Zinc, fósforo
Ca, Ba, Mg, Zn,
P
---
Zinc, Fósforo
ElementosElementos
Impidiendo la oxidación de
componentes ferrosos
Inhibidor de
herrumbre
Presión
Extrema (EP)
Antidesgaste
(AW)
Inhibidores
de corrosión
Inhibidor de
Oxidación
AditivoAditivo
Al formar una reacción más agresiva
en una temperatura y carga más alta
se aumenta la capacidad antifricción
y antidesgaste
Al formar una pelícua química de
apariencia jabonosa se aumenta la
la capacidad antidesgaste
Impidiendo la corrosión de
componentes no férreoscomo cobre
y aleación de aluminio
Resiste formación de ácidos, fango,
barniz y alta viscosidad
FunciFuncióónn
Borato EP de fósforo de
azufre MoS2, grafito
Ditiofosfato de Zinc
de Zinc (ZDDP), Fosfato
de Tricresil (TCP tricresyl
phosphate)
Detergente sobre
basados, ….
Sulfanatos, derivados de
ácidos fosfóricos y
ácidos grasos
Dialquilsitiofosfato de
Zinc (ZDDP), fenoles
inhibidores (hindered
phenols)
MaterialesMateriales
Azufre, Ph
Zinc, fósforo
Ca, Ba, Mg, Zn,
P
---
Zinc, Fósforo
ElementosElementos
Impidiendo la oxidación de
componentes ferrosos
Inhibidor de
herrumbre
Presión
Extrema (EP)
Antidesgaste
(AW)
Inhibidores
de corrosión
Inhibidor de
Oxidación
AditivoAditivo
Al formar una reacción más agresiva
en una temperatura y carga más alta
se aumenta la capacidad antifricción
y antidesgaste
Al formar una pelícua química de
apariencia jabonosa se aumenta la
la capacidad antidesgaste
Impidiendo la corrosión de
componentes no férreoscomo cobre
y aleación de aluminio
Resiste formación de ácidos, fango,
barniz y alta viscosidad
FunciFuncióónn

18. Surfactantes con fines
hidrofóbicos e hidrofílicos
Copolímeros propileno -
etileno
Polymethacrylates
Silicona metil y polímeros
orgánicos
Succinimidos y otros
compuestos orgánicos
Jabones órgano-
metálicos de bario, calcio
y magnesio
---Matiene separados el agua del
aceite ( no forma emulsificantes)
Demulsifican
-tes
---Aumenta características VI (relación
viscosidad - temperatura más amplia)
Aumentador
V.I.
SiliconaDestruye burbujas de aireAnti espuma
----Maximizando las detenciones imprevistas -
no programadas (“hang time”) de particulas
para impedir aglomeración de hollín
Dispersantes
Calcio, Bario,
Magnesio
Neutralizando impurezas de limpieza
de ácidos y particulados de carbón
Detergentes
Surfactantes con fines
hidrofóbicos e hidrofílicos
Copolímeros propileno -
etileno
Polymethacrylates
Silicona metil y polímeros
orgánicos
Succinimidos y otros
compuestos orgánicos
Jabones órgano-
metálicos de bario, calcio
y magnesio
---Matiene separados el agua del
aceite ( no forma emulsificantes)
Demulsifican
-tes
---Aumenta características VI (relación
viscosidad - temperatura más amplia)
Aumentador
V.I.
SiliconaDestruye burbujas de aireAnti espuma
----Maximizando las detenciones imprevistas -
no programadas (“hang time”) de particulas
para impedir aglomeración de hollín
Dispersantes
Calcio, Bario,
Magnesio
Neutralizando impurezas de limpieza
de ácidos y particulados de carbón
Detergentes
AditivosAditivos

19. Funciones y Características de losFunciones y Características de los
LubricantesLubricantes

20. Funciones básicas del lubricanteFunciones básicas del lubricante
Minimizar el desgaste.
Separa las superficies en movimiento relativo
A través de una película lubricante apropiado
Principalmente durante el arranque
Evita el contacto metal a metal
Minimizar la fricción
Tiene baja resistencia interna, baja fricción del fluído
Establecer un efectivo sellado
Llenando los juegos o huelgos entre:
Pistones y camisas
Anillos de pistón y ranuras de pistón
Paletas de una bomba y la carcaza
Refrigerar
Buena conductividad térmica
Provee un alto caudal circulante
Mantener el equipo limpio.
Mantener a los contaminantes en suspensión.
Prevenir la corrosión y la herrumbre.

21. ViscosidadViscosidad
Es la resistencia de un líquido al fluir
La selección de viscosidad es
fundamental para la vida del motor.
Mayor
viscosidad
Menor
viscosidad

22. Factores que afectan la viscosidadFactores que afectan la viscosidad
Temperatura Presión
Mayor temperatura implica
Menor viscosidad
Temperatura
Viscosidad
Viscosidad
Presión
Mayor presión implica
Mayor viscosidad
• La influencia de ambos Factores es muy FUERTE
• El esfuerzo de corte afecta también a la viscosidad (FLUIDOS NO-NEWTONIANOS)

23. Temperatura vs. ViscosidadTemperatura vs. Viscosidad
0 20 40 60 80 100 120 1400 20 40 60 80 100 120 140
DIAGRAMAS VISCOSIDAD - TEMPERATURA
VISCOSIDAD
CINEMATICA
DOBLE
LOG. DE
LA VISC.
CINEM.
TEMPERATURA (°C ) TEMPERATURA (°C )
IV =95
IV = 135
 EL INDICE DE VISCOSIDAD (IV) ES UN NUMERO EMPIRICO QUE INDICA EL EFECTO
DEL CAMBIO DE TEMPERATURA SOBRE LA VISCOSIDAD DEL ACEITE
 ALTO “IV” SIGNIFICA MENOS CAMBIO DE VISCOSIDAD CON LA TEMPERATURA

24. Fluidez y temperaturaFluidez y temperatura
1.5 cSt
300 cSt
6 cSt
SAE 15W-40
1200 cSt
100°C20°C 290°C0° C 150 °C
SAE 40
15 cSt
1.2 cSt
600 cSt
5 cSt
3700 cSt
TEMPERATURA (°C)
VISCOSIDAD (cSt)

25. Ventajas a altas temperaturasVentajas a altas temperaturas
- 200-350 C
- 80-150 C
- 40- 70 C
- 40-50 C
- 90-120 C
Viscosidad
Temperatura100°C 290°C150°C
MAYOR PROTECCION :
PELICULA MAS RESISTENTE
BOMBEABILIDAD
EQUIVALENTE
BOMBEABILIDAD
EQUIVALENTE
5W-40
10W-40
15W-40
40
MEJOR SELLADO
MENOR CONSUMO
MAYOR PROTECCION
MENOR FRICCION

26. Ventajas a bajas temperaturasVentajas a bajas temperaturas
¡ EL EJE DEL TURBO GIRA
A UNAS 140000 rpm !
LA RÁPIDA LLEGADA DEL
ACEITE EN EL ARRANQUE
ES DEFINITIVA
100°C20°C
1.2 cSt
1.5 cSt
15 cSt
600 cSt
300 cSt
290°C0° C
VISCOSIDAD (cSt)
TEMPERATURA (°C)
6 cSt
5 cSt
150 °C
SAE 40
SAE 15W-40
3700 cSt
1200 cSt

27. Clasificación SAE J300 DEC95Clasificación SAE J300 DEC95
GRADO
SAE
10W
15W
20W
25W
60 21.9 - 26.1 3.7 min
0W
5W
20
30
50
BAJA TEMP-
60,000 cP max at - 40°C
60,000 cP max at - 35°C
60,000 cP max at - 30°C
60,000 cP max at - 25°C
60,000 cP max at - 20°C
60,000 cP max at - 15°C
KV 100°C
3.8 min
3.8 min
4.1min
5.6 min
5.6 min
9.3 min
5.6 - 9.3
9.3 - 12.5
12.5 - 16.3
16.3 - 21.9
VISCOSIDAD (CCS) (cP) (MRV), CENTIPOISE (cP) cSt
BOMB. A BAJA TEMP. VISC.
2.6 min
2.9 min
3.7 min
12.5 - 16.3
2.9 min
3.7 min
VISCOSIDAD A ALTA TEMP. Y
ALTO CORTE a 150°C, 106
s-1
(cP)
3250 cP max. at - 30°C
3500 cP max. at - 25°C
3500 cP max. at - 20°C
3500 cP max. at - 15°C
4500 cP max. at - 10°C
6000 cP max. at - 5°C
40 (0W-40, 5W-40 and 10W-40 GRADES)
40 (15W-40, 20W-40, 25W-40 AND 40 GRADES)
START
STOP
TIMING MARKS
HIGH TEMP (>0°C), LOW SHEAR RATE
KINEMATIC VISCOSITY HIGH TEMP., HIGH SHEAR
150°C
SMALL GAP
HIGH SPEED ROTOR
HIGH TEMP, HIGH SHEAR RATE
+°C
- °C
0°C
LOW TEMP, HIGH SHEAR RATE
COLD CRANKING SIMULATOR
HIGH SPEED
ROTOR
LOW TEMP, LOW SHEAR RATE
MINI ROTARY VISCOMETER

28. Diferentes Clasificaciones de AceitesDiferentes Clasificaciones de Aceites
LubricantesLubricantes

29. Grado de ViscosidadGrado de Viscosidad ISOISO para Aceites Industrialespara Aceites Industriales

30. Grados de Viscosidad SAE Para Aceite MotorGrados de Viscosidad SAE Para Aceite Motor

31. Grados de Viscosidad SAEGrados de Viscosidad SAE
(Aceite de engranajes Automotrices)(Aceite de engranajes Automotrices)

32. Grados de ViscosidadGrados de Viscosidad
(Aceite de engranajes Industriales)(Aceite de engranajes Industriales)

33. Comparación de ViscosidadesComparación de Viscosidades

34. Solo tres tipos de elementos de máquinas sonSolo tres tipos de elementos de máquinas son
Lubricados?Lubricados?
CojinetesCojinetes
EngranajesEngranajes
CilindrosCilindros
Las mas complejas maquinas o equipos son una combinacion de esos 3Las mas complejas maquinas o equipos son una combinacion de esos 3
elementos, y nada mas!elementos, y nada mas!
Sabe Ud. que …Sabe Ud. que …