Lubricante
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Lubricante. Sustancia líquida que se interpone entre dos superficies (una de las cuales o ambas se encuentran en movimiento), a fin de disminuir la fricción y el desgaste. Los aceites lubricantes en general están conformados por una Base más Aditivos. Está compuesto esencialmente por una base + aditivos.
Sumario
Bases lubricantes
Las bases lubricantes determinan la mayor parte de las características del aceite, tales como:
- Viscosidad,
- Resistencia a la oxidación,
- Punto de fluidez.
Las bases lubricantes pueden ser:
Características
Las características principales de los lubricantes son:
- Viscosidad
Es la propiedad más importante que tienen los aceites y se define como la resistencia de un fluido a fluir. Es un factor determinante en la formación de la película lubricante.
Como medida de la fricción interna actúa como resistencia contra la modificación de la posición de las moléculas al actuar sobre ellas una tensión de cizallamiento. La viscosidad es una propiedad que depende de la presión y temperatura y se define como el cociente resultante de la división de la tensión de cizallamiento (t ) por el gradiente de velocidad (D). m =t / D
- Con flujo lineal y siendo constante la presión, la velocidad y la temperatura.
Afecta la generación de calor entre superficies giratorias (cojinetes, cilindros, engranajes). Tiene que ver con el efecto sellante del aceite. Determina la facilidad con que la maquinaria arranca bajo condiciones de baja temperatura ambiente.
El aceite se adhiere tanto a la superficie en movimiento como la superficie estacionaria. El aceite en contacto con la superficie en movimiento se desliza con la misma velocidad (U) de la superficie, mientras que el aceite en contacto con la superficie estacionaria tiene velocidad cero. La película de aceite puede visualizarse como una serie de capas de aceite que se deslizan a una fracción de la velocidad U, la cual es proporcional a la distancia desde la superficie estacionaria.
Una fuerza F debe ser aplicada a la superficie en movimiento para contrarrestar la fricción entre las capas de fluido. Como la fricción es el resultado de la viscosidad, la fuerza es proporcional a la viscosidad
La viscosidad determinada de esta manera se llama viscosidad dinámica o absoluta. Su unidad de medida es el poise (p) o centipoise (cp) o en unidades de SI en pascal segundos (Pas); 1 Pas = 10 p.
- Viscosidades dinámicas son función solamente de la fricción interna del fluido.
La viscosidad de cualquier fluido cambia con la temperatura, incrementa a medida que la temperatura disminuye y disminuye a medida que la temperatura aumenta. Por consiguiente, es necesario determinar las viscosidades de un aceite lubricante a temperaturas diferentes.
Esto se logra midiendo la viscosidad a dos temperaturas de referencia y utilizando una gráfica de viscosidad ( desarrollada por la ASTM). Una vez indicadas las viscosidades medidas se unen los puntos. De esta manera, puede determinarse con gran precisión las viscosidades a otras temperaturas. Las dos temperaturas de referencia son 40 ºC y 100 ºC.
Una vez seleccionado el aceite para la aplicación, la viscosidad debe ser lo suficientemente alta para garantizar una película lubricante pero no tan alta que la fricción fluida sea excesiva. La viscosidad cinemática de un fluido es el cociente entre su viscosidad dinámica y su densidad, ambas medidas a la misma temperatura.
Sus unidades son Stokes (st) o centistokes (cst), o en unidades del SI milímetros cuadrados por segundos. (1mm^2/s = 1cst)
Funciones básica de un lubricante
Las funciones básicas de un lubricante son: reducción de la fricción, disipación del calor y dispersión de los contaminantes. El diseño de un lubricante para realizar estas funciones es una tarea compleja, que involucra un cuidadoso balance de propiedades, tanto del aceite de base como de los aditivos.
Los lubricantes son materiales puestos en medio de partes en movimiento con el propósito de brindar enfriamiento (transferencia de calor), reducir la fricción, limpiar los componentes, sellar el espacio entre los componentes, aislar contaminantes y mejorar la eficiencia de operación.
Por ejemplo, los lubricantes desempeñan también la función de "selladores" ya que todas las superficies metálicas son irregulares (vistas bajo microscopio se ven llenas de poros y ralladuras
El lubricante "llena" los espacios irregulares de la superficie del metal para hacerlo "liso", además sellando así la "potencia" transferida entre los componentes. Si el aceite es muy ligero (baja viscosidad), no va a tener suficiente resistencia y la potencia se va a "escapar"…si el aceite es muy pesado o grueso (alta viscosidad), la potencia se va a perder en fricción excesiva (y calor).
En general cuando los anillos de un motor empiezan a fallar, se dice que el motor "quema aceite", ya que el aceite se escapa entre los anillos y la camisa del pistón, perdiendo así también potencia…Si el aceite se ensucia, actuará como abrasivo entre los componentes, gastándolos.
Los lubricantes también trabajan como limpiadores ya que ayudan a quitar y limpiar las partículas de material que se desprenden en el proceso de fricción ya que de otra forma estos actuarían como abrasivos en la superficie del material. Otro uso de los lubricantes es para impartir o transferir potencia de una parte de la maquinaria a otra, por ejemplo en el caso de sistemas hidráulicos (bomba de dirección, etc.). No todos los lubricantes sirven para esto y no todos los lubricantes deben cumplir esta función.
Los lubricantes también contribuyen al enfriamiento de la maquinaria ya que acarrean calor de las zonas de alta fricción hacia otros lados (radiadores, etc.) enfriándola antes de la próxima pasada. En resumen, las principales funciones de los aceites lubricantes son:
- Disminuir el rozamiento.
- Reducir el desgaste
- Evacuar el calor (refrigerar)
- Facilitar el lavado (detergencia) y la dispersancia de las impurezas.
- Minimizar la herrumbre y la corrosión que puede ocasionar el agua y los ácidos residuales.
- Transmitir potencia.
- Reducir la formación de depósitos duros (carbono, barnices, lacas, etc.)
- Sellar
- Reducción de la Fricción
La reducción de la fricción se realiza manteniendo una película de lubricante entre las superficies que se mueven una con respecto de la otra, previniendo que entren en contacto y causen un daño superficial. La fricción es un elemento común en la vida diaria. Una persona puede caminar por una rampa inclinada sin resbalar debido a la alta fricción entre la suela de sus zapatos y la rampa, y puede deslizarse montaña abajo en sus esquíes porque la fricción entre éstos y la nieve es baja. Ambos casos ilustran la fricción entre dos superficies ordinarias.
La cantidad de resistencia al movimiento debido a la fricción se puede expresar en términos del coeficiente de fricción:
Este coeficiente es casi constante para cualquier par de superficies. Para metales limpios, con una terminación superficial ordinaria, expuestos a la atmósfera, el valor es aproximadamente 1. Para el mismo metal, contaminado por el manipuleo, el valor cae a alrededor de 0,3. Para sistemas bien diseñados y lubricados, el coeficiente puede ser tan bajo como 0,005. Bajo condiciones muy especiales, se pueden obtener valores tan bajos como 0,000005. En contraste, los coeficientes para superficies metálicas limpias en el vacío, pueden ser tan altos como 200 o más, y la soldadura en frío debido a la adhesión puede ocurrir. La lubricación es de dos tipos generales basado en el ambiente operacional, esto es, carga y velocidad del equipamiento y viscosidad del lubricante. Las superficies lisas separadas por una capa de lubricante no entran en contacto, y por lo tanto no contribuyen a las fuerzas de fricción. Esta condición se llama lubricación hidrodinámica. Se llega al límite de la lubricación cuando hay un contacto intermitente entre las superficies, resultando en fuerzas de fricción significativas.
- Lubricación hidrodinámica.
Mantener una capa de líquido intacta entre superficies que se mueven una respecto de la otra, se logra generalmente mediante el bombeo del aceite. Entre un cigüeñal y su asiento existe una capa de aceite que hace que el cigüeñal flote. El espesor de esta capa depende de un balance entre la entrada y la salida de aceite.
El espesor de equilibrio de la capa de aceite se puede alterar por:
- Incremento de la carga, que expulsa aceite.
- Incremento de la temperatura, que aumenta la pérdida de aceite.
- Cambio a un aceite de menor viscosidad, que también aumenta la pérdida de aceite.
- Reducción de la velocidad de bombeo, que disminuye el espesor de la capa.
La lubricación de un cigüeñal que rota dentro de su bancada es un ejemplo clásico de la teoría de la fricción hidrodinámica, como fue descripta por Osborne Reynolds en 1886. La teoría asume que bajo estas condiciones, la fricción ocurre solamente dentro de la capa fluida, y que es función de la viscosidad del fluido.
- Lubricación Elasto-hidrodinámica
A medida que la presión o la carga se incrementan, la viscosidad del aceite también aumenta. Cuando el lubricante converge hacia la zona de contacto, las dos superficies se deforman elásticamente debido a la presión del lubricante. En la zona de contacto, la presión hidrodinámica desarrollada en el lubricante causa un incremento adicional en la viscosidad que es suficiente para separar las superficies en el borde de ataque del área de contacto. Debido a esta alta viscosidad y al corto tiempo requerido para que el lubricante atraviese la zona de contacto, hacen que el aceite no pueda escapar, y las superficies permanecerán separadas.
La carga tiene un pequeño efecto en el espesor de la capa, debido a que a estas presiones, la capa de aceite es más rígida que las superficies metálicas. Por lo tanto, el efecto principal de un incremento en la carga es deformar las superficies metálicas e incrementar el área de contacto, antes que disminuir el espesor de la capa de lubricante.
- Pérdida de lubricación
Las hipótesis simples hechas durante la discusión anterior, no siempre son válidas en la práctica. Bajo ciertas condiciones - tales como carga repentina, alta carga durante largo tiempo, alta temperatura, baja velocidad, o baja viscosidad - el sistema de lubricación no se mantiene en régimen hidrodinámico. Se llega a una situación en la cual existe un contacto intermitente entre las superficies metálicas, resultando en un aumento significativo de la temperatura, y una posterior destrucción de las superficies en contacto. Bajo estas circunstancias, la capa fluida no es capaz de proteger las superficies, y se deben emplear otras técnicas, como ser el agregado de aditivos formantes de capas protectoras sobre las superficies móviles.
- Viscosidad del lubricante
La viscosidad es una de las propiedades más importantes de un aceite lubricante. Es uno de los factores responsables de la formación de la capa de lubricación, bajo distintas condiciones de espesor de esta capa. La viscosidad afecta la generación de calor en rodamientos, cilindros y engranajes debido a la fricción interna del aceite. Esto afecta las propiedades sellantes del aceite y la velocidad de su consumo. Determina la facilidad con la que las máquinas se pueden poner en funcionamiento a varias temperaturas, especialmente a las bajas. La operación satisfactoria de una dada pieza de un equipo depende fundamentalmente del uso de un aceite con la viscosidad adecuada a las condiciones de operación esperadas.
- Índice De Viscosidad
El índice de viscosidad (IV)es un método que adjudica un valor numérico al cambio de la viscosidad de temperatura.
Un alto índice de viscosidad indica un rango relativamente bajo de viscosidad con cambios de temperatura y un bajo índice de viscosidad indica un alto rango de cambio de viscosidad con la temperatura. En otras palabras, si un aceite de alto índice de viscosidad y un aceite de bajo índice de viscosidad tienen la misma viscosidad a temperatura ambiente, a medida que la temperatura aumenta el aceite de alto IV se adelgazará menos, y por consiguiente, tendrá una viscosidad mayor que el aceite de bajo IV a temperaturas altas.
Por ejemplo, un básico proveniente de un crudo nafténico tendrá un rango mayor de cambio de viscosidad con temperatura que la de un básico proveniente de un crudo parafínico.
El IV se calcula de viscosidades determinadas a 2 temperaturas diferentes por medio de tablas publicadas por la ASTM. Las temperaturas que se toman como base son 40 ºC y 100 ºC.(es lo mismo que lo desarrollado para viscosidad)
- Aplicaciones del IV
En varias aplicaciones donde la temperatura de operación permanece más o menos constante, el IV es de relativa importancia. Sin embargo, en aplicaciones donde la temperatura de operación varía sobre un amplio rango como es el caso de los motores de combustión interna esta adquiere una importancia fundamental. Al obtener la relación de la modificación de la viscosidad a las dos temperaturas basándose en el conocimiento de que cuanto menor sea la modificación de la viscosidad, tanto mejor será, en general, la calidad del lubricante.
- Punto De Fluidez
El punto de fluidez de un aceite lubricante es la mínima temperatura a la cual este fluye sin ser perturbado bajo la condición específica de la prueba. Los aceites contienen ceras disueltas que cuando son enfriados se separan y forman cristales que se encadenan formando una estructura rígida atrapando al aceite entre la red. Cuando la estructura de la cera esta lo suficientemente completa el aceite no fluye bajo las condiciones de la prueba. La agitación mecánica puede romper la estructura cerosa, y de este modo tener un aceite que fluye a temperaturas menores a su punto de fluidez.
En ciertos aceites sin ceras, el punto de fluidez esta relacionado con la viscosidad. En estos aceites la viscosidad aumenta progresivamente a medida que la temperatura disminuye hasta llegar a un punto en que no se observa ningún flujo existente.
Desde el punto de vista del consumidor la importancia del punto de fluidez de un aceite depende enteramente del uso que va a dársele al aceite. Por ejemplo, el punto de fluidez de un aceite de motor a utilizarse en invierno debe ser lo suficientemente bajo para que el aceite pueda fluir fácilmente a las menores temperaturas ambientes previstas. Por otro lado, no existe necesidad de utilizar aceites con bajos puntos de fluidez cuando estos van a ser utilizados en las plantas con altas temperaturas ambiente o en servicio continuo tal como turbinas de vapor u otras aplicaciones.
- Cenizas Sulfatadas
Las cenizas sulfatadas de un aceite lubricante es el residuo en porcentaje que permanece una vez quemada una muestra de aceite. El residuo inicial es tratado con ácido sulfúrico y se quema el residuo tratado. Es una medida de los componentes no combustibles (usualmente materiales metálicos) que contiene el aceite.
Aceites minerales puros no contienen materiales que forman cenizas. Gran cantidad de los aditivos (los cuales se utilizan para mejorar las propiedades del aceite) utilizados en aceites lubricantes contienen componentes metalo-orgánicos los cuales forman un residuo en la prueba de cenizas sulfatadas de tal manera que la concentración de estos componentes es aproximadamente indicada por la prueba. Por consiguiente, durante la fabricación, la prueba es un método de asegurarse que los aditivos han sido incorporados.
Con aceites usados, un incremento de cenizas sulfatadas usualmente indica la presencia de contaminantes tales como polvo, suciedad, partículas de desgaste y posiblemente contaminantes.
- Punto De Inflamación Y Fuego
El punto de inflamación es la temperatura a la cual el aceite despide suficientes vapores que se inflaman cuando una llama abierta es aplicable.
Cuando la concentración de vapores en la superficie es lo suficientemente grande a la exposición de una llama, resultará fuego tan pronto como los vapores se enciendan. Cuando una prueba de este tipo es realizada bajo ciertas condiciones específicas, la temperatura a la cual esto sucede se denomina Punto de inflamación. La producción de vapores a esta temperatura no son lo suficiente para causar una combustión sostenida y por ende, la llama desaparece. Sin embargo, si el calentamiento continúa se obtendrá una temperatura a la cual los vapores serán liberados lo suficientemente rápido para soportar la combustión. Esta temperatura se denomina Punto de fuego o Combustión.
El punto de inflamación de aceites nuevos varia con viscosidad – aceites de alta viscosidad tienen altos puntos de inflamación. Estos puntos están también afectados por el tipo de crudo. Aceites nafténicos tienen menores puntos de inflamación que aceites parafínicos de viscosidad similar.
Consejos para el usuario: la utilización de un aceite de bajo punto de inflamación (alta volatilidad) a altas temperaturas, puede generar un alto consumo de aceite. En la inspección de un aceite usado, una reducción significante en el punto de inflamación indica contaminación del aceite.
- Índice De Neutralización Y Saponificación
El índice de neutralización de un lubricante es la cantidad en miligramos de hidróxido de potasio necesarios para neutralizar el ácido libre contenido en gramo de aceite a la temperatura ambiente. El índice de saponificación (Is) indica la cantidad en miligramos de hidróxido de potasio necesarios para la saturación de los ácidos libres y combinados obtenidos en un gramo de aceite, es decir para la neutralización de los ácidos y la saturación de los ésteres.
- Índice De Alquitrán Y De Alquinatrización
Índice de alquitrán es la cantidad de sustancias alquitranosas en valores porcentuales de un aceite. El índice de alquitranización se usa en procesos de envejecimiento artificial para establecer la predisposición del aceite a forma sustancias alquitranosas a temperaturas elevadas y en contacto con el aire. En aceites en uso, se comprueba con ello su grado de desgaste o envejecimiento.
- Emulsionabilidad Del Aceite
Una de las propiedades más importantes de los lubricantes para cilindros y turbinas a vapor, es la de su tendencia a formar emulsiones o mezclas intensas y duraderas con el agua.
- Untuosidad
Es la capacidad del lubricante de llegar a formar una película de adherencia y espesor entre dos superficies deslizantes, quedando suprimido el rozamiento entre ellas.
Esta propiedad se analiza de diferentes maneras; mediante el estudio de la tensión superficial, la capilaridad, los ángulos límites, las mediciones de absorción y de adhesión, etc. Con el estudio de la física molecular de los lubricantes, según la capacidad de establecer el film de lubricante entre dos superficies, cabe distinguir entre rozamiento líquido y semilíquido. El rozamiento líquido es el caso de la lubricación eficiente, en el que no existe rozamiento entre las superficies sino entre las partículas
Clasificación de los aceites lubricantes
Los lubricantes se diferencian por:
- Por su composición.
- Por su calidad.
- Por su grado de viscosidad.
- Según su Composición pueden ser:
- De base mineral.
- De base semisintética.
- De base sintética.
- De no ser posible una clasificación se habla de aceites minerales de base mixta.
Las bases minerales es el componente mayoritario de los lubricantes, por lo que su calidad tiene gran influencia en la del producto final.
Los aceites minerales son mezclas de hidrocarburos. Dado que, en la mayoría de los casos, se trata de compuestos de hidrocarburos en forma de cadena o de anillo, saturados y no saturados, la clasificación del aceite mineral es simple, presentando
La parafinas una proporción principal de base parafínica superior al 75%.
Los naftenos una proporción principal de base nafténica superior al 75%.
Los aromáticos una proporción principal de aromáticos superior al 50%.
Para la obtención de diferentes tipos de aceite lubricante, se suele usar, hoy en día, la refinación con disolvente. Junto a esta caracterización química, son de importancia los valores físicos, tales como densidad, viscosidad, fluidez, influencia térmica y otras propiedades. Los aceites minerales cubren aproximadamente un 90% de la demanda de aceites lubricantes.
Origen de los lubricantes
Los lubricantes que actualmente se emplean son en su gran mayoría de origen mineral y se extraen del petróleo crudo. Antes de conocerse el petróleo se empleaban aceites de origen animal (de ballena, cerdo, vacuno, ovino, etc.) Y de origen vegetal (de oliva, maravilla, colza, ricino, etc.)
El poder lubricante de los aceites animales y vegetales es mayor que el de los aceites minerales, pero tienen el grave inconveniente de su poca estabilidad, se oxidan y se descomponen con facilidad produciendo sustancias ácidas que atacan las superficies metálicas. Por este motivo en la lubricación se emplean, de preferencia, los aceites minerales.
En el proceso de refinación del petróleo crudo se obtienen a diferentes temperaturas los siguientes compuestos: NAFTA-GASOLINA-KEROSENE-ACEITES-RESIDUOS. Para la destilación fraccionada se usa un alambique, el aceite que se obtenga será más o menos liviano de acuerdo con la temperatura que se alcance en el alambique. Posteriormente, el aceite, se somete a un tratamiento ácido para eliminar las impurezas, enseguida se filtra y se agrega cal para eliminar los restos de acidez. Finalmente, se agregan diversos compuestos, de acuerdo con las características que se desea dar al lubricante.
Obtención del aceite mineral:
- Destilación a presión atmosférica: Se separa del petróleo todas aquellas fracciones de baja volatilidad, que constituyen los combustibles conocidos como nafta, queroseno y gas oil.
- Destilación al vacío: El petróleo crudo es reducido, siendo destilado al vacío. Se generan distintas fracciones de destilación conocidas como "cortes" de características diferentes.
- Refinación con furfural: La refinación con furfural constituye la primera etapa del proceso y tiene por objeto el extraer mediante este solvente los hidrocarburos aromáticos que no poseen propiedades lubricantes.
- Desparafinado: Este proceso elimina los componentes parafínicos para que los lubricantes sean líquidos a temperaturas bajas (hasta aproximadamente -10 ºC). Esto se realiza mediante la extracción con una mezcla de solventes, enfriamiento y filtración de las parafinas cristalizadas.
- Hidrotratamiento catalítico: también denominado hidrocracked, se lleva a cabo mediante el tratamiento de los aceites desaromatizados y desparafinados con el objeto de aumentar la resistencia a la oxidación y estabilidad de los mismos (esto último se consigue eliminando los compuestos nitrogenados). Una medida de la calidad y el grado de refinación es el color de aceite mineral base. Se puede afirmar que para aceites de la misma viscosidad, cuanto menor el color mejor es su refinación. Si la destilación no ha sido buena, el grado de parafinicidad, naftenicidad y aromaticidad modifican las propiedades del lubricante.
Características de los aceites lubricantes
Para que los aceites cumplan con la función de lubricante deben tener ciertas características, las principales son:
Viscosidada: "Es la medida de la resistencia del aceite a fluir". Ejemplo: SAE 30·40, etc. El agua que fluye libremente se considera que tiene baja viscosidad y un aceite que fluye muy poco se considera que tiene alta viscosidad.
La selección de un aceite con la viscosidad apropiada es fundamental para la formación de una cuña de aceite capaz de mantener separadas las superficies lubricadas de acuerdo con la carga de trabajo a que está sometida la máquina. La viscosidad varía con la temperatura, por esto no basta decir que la viscosidad de un aceite es de 50 segundos, hay que agregar a que temperatura se hizo la medición. Generalmente, en Sistema Norteamericano, las mediciones se hacen a tres temperaturas características: 100ºF-130ºF y 210ºF.
"A mayor temperatura, el aceite es menos viscoso".
El índice de viscosidad es un número empírico que indica la mayor o menor facilidad con que cambia la viscosidad al variar la temperatura. Un índice de viscosidad bajo indica que a un aumento de la temperatura, hay un gran cambio de viscosidad, por el contrario, un índice de viscosidad alto indica que a un aumento de temperatura cambia muy poco la viscosidad.
Viscosidad y velocidad son dos conceptos que se combinan para mantener una buena película de aceite. Si un eje gira a baja velocidad, debe usarse un aceite de viscosidad ALTA o GRUESA, en cambio, a medida que aumenta la velocidad de giro, se necesita un aceite de viscosidad BAJA o DELGADA.
- Cuando la velocidad de giro es baja, hay espacio libre entre cojinete y gorrón; por esto se usa un aceite pesado de velocidad alta.
- Cuando la velocidad de giro es alta, se necesita un mayor ajuste y, en consecuencia, se usa aceite delgado o de baja viscosidad.
- Viscosidad y carga (presión). La carga es un concepto que debe ser considerado porque el aceite debe tener una viscosidad tal que sea capaz de mantener una película de aceite soportando la carga máxima de trabajo.
Relación entre las características de un aceite y las condiciones de trabajo
- A mayor temperatura de trabajo, corresponde usar un aceite más viscoso.
- A mayor carga de trabajo (presión), corresponde usar aceite más viscoso.
- A menor velocidad, corresponde usar un aceite más viscoso.
Utilización:
Se utiliza aceite de alta viscosidad cuando se presentan las siguientes condiciones de trabajo:
- Altas temperaturas.
- Alta carga (presión).
- Baja velocidad.
Se utiliza aceite de baja viscosidad (aceites livianos) cuando se presentan las siguientes condiciones de trabajo:
- Bajas temperaturas.
- Baja carga (presión).
- Alta velocidad.
El trabajo de las máquinas, en algunas empresas, normalmente no se desarrolla bajo estas condiciones extremas, sino bajo una combinación de estas condiciones de trabajo. Es problema del fabricante estudiar estas diferentes condiciones para recomendar el lubricante adecuado, si estas recomendaciones no existen, se debe entonces usar el criterio de personal especializado para determinar el lubricante adecuado en cada circunstancia.
Características de las Grasas Lubricantes
Las grasas lubricantes ocupan un lugar en la industria tan importante como los aceites, ya que son especialmente indicadas para algunos tipos de máquinas. Se forman a base de aceites minerales a los que se le agregan compuestos jabonosos para darle su consistencia característica.
Las grasas se seleccionan de acuerdo con sus características, algunas de las más importantes son las siguientes:
Numero de penetración: Se usa para medir la consistencia de las grasas, y está basada en la penetración de un cono en un tiempo dado. Por ejemplo si realizásemos esta experiencia con mantequilla y mayonesa que teníamos en un refrigerador; en la mayonesa el cono penetra profundamente, por lo que se dice que tiene un alto número de penetración. Lo contrario sucederá con la mantequilla. Se usa grasa con número de penetración bajo cundo se requiere que el lubricante no sea fácilmente desplazable. Por ejemplo, en descansos de poca velocidad y gran carga o trabajando a temperaturas elevadas. Las grasas con número de penetración alto deben usarse en descansos con velocidades altas y cuando la grasa debe ser bombeada por cañería. Punto de goteo: Es aquella temperatura a la que aparece la primera gota. El punto de goteo debe ser considerado cuando se selecciona una grasa para trabajar a una temperatura dada, por ejemplo, si la temperatura de operación de un descanso es de 220ºF, debemos usar una grasa cuyo punto de goteo esté sobre los 220ºF, en caso contrario la grasa se fundirá y fluirá fuera del descanso durante la operación. Base de jabón: Es usada en la fabricación de grasas y es importante porque de acuerdo con ella se pueden elegir grasas:
- Para operaciones a altas o bajas temperaturas.
- En ambiente seco o húmedo.
- y para las diversas combinaciones de operación que puedan presentarse.
Aceites v/s Grasas
El problema es ahora es saber decidir cuando se debe utilizar aceite y cuando grasa. En general el problema se presenta a controversia, ya que cada tipo de lubricante tiene sus ventajas y desventajas.
La decisión depende:
- Del diseño de los descansos.
- De las condiciones de operación.
- Del tipo de máquina que debe lubricarse.
Ventajas de las grasas
- Permite un escape menor de lubricante, lo que es especialmente útil en algunas industrias en las que el producto final debe ser limpio.
- Obtura mejor, previniendo contra la entrada de partículas extrañas o agua.
- Disminuye la frecuencia de la lubricación, por lo que se emplea especialmente en aquellos puntos difíciles de lubricar.
- Es más fácil mantenerlas en las cajas de lubricación por su consistencia plástica.
- Se necesita menor cantidad de lubricante que cuando se usa aceite (esto se observa especialmente en los rodamientos)
- Es más efectiva cuando se opera con velocidades bajas y grandes cargas.
Ventajas de los aceites
- Es más fácil de purgar y rellenar. Esto constituye una gran ventaja cuando es necesario lubricar frecuentemente debido a las necesidades del servicio.
- Es más fácil controlar la correcta cantidad del lubricante.
- Se adapta más fácilmente a todas las partes de la máquina.
- Se puede usar en un rango mayor de temperatura y velocidades, especialmente cuando las temperaturas están bajo los 32ºF y sobre los 200ºF.
- Ofrecen un mayor rango de viscosidades para elegir de acuerdo con las velocidades y las cargas.
- Permite su aplicación por diversos motivos.
