LUBRICACIÓN INDUSTRIAL (TERCERA PARTE)

ACEITES LUBRICANTES:

El presente artículo tratará sobre los aspectos más relevantes para el caso de los aceites lubricantes. Sabemos que estos pueden ser a base de origen vegetal (como el aceite de semilla de ricino), animal (verbigracia, el aceite de esperma de ballena), mineral (derivados del petróleo) y sintéticos. Los dos primeros tipos se consideran o bien obsoletos y poco eficientes, o bien su producción requiere poner especies en peligro de extinción. Debido a ello es que en el mercado de aceites lubricantes predominan los dos últimos.

Un aceite lubricante estará entonces compuesto por una "base" (mineral o sintética) y un conjunto de productos químicos llamados "aditivos", los cuales a su vez pueden ser agrupados en tres tipos principales (aunque algunos aditivos cumplan mas de una función):

*Modificadores: Estos aditivos modifican las características del aceite básico para hacerlo más   apropiado para su uso.

*Protectores del Aceite: Estos aditivos protegen al lubricante para prolongar su vida.

*Protectores de Superficie: Estos aditivos protegen las superficies metálicas para reducir la corrosión, fricción y desgaste

¿Cuál es mejor?, ¿Un aceite de base mineral o uno de base sintética?

Es una pregunta que muchas veces se me ha formulado. Independientemente de la aplicación, puede hacerse aquí una comparación interesante.

Podemos apreciar aquí el desempeño de un aceite sintético en comparación con uno mineral en aplicaciones de altas temperaturas y cargas. La no uniformidad de las moléculas en el caso de los aceites minerales involucra un rendimiento deficiente al no obtenerse con estos una película continua.

 

 

 

 

Una ventaja adicional que presentan los aceites sintéticos, es que al tener una "base" con estructura molecular menos compleja, pueden contener a una mayor cantidad de "aditivos", que evidentemente harán un producto final superior.  La duración del aceite sintético será entonces mayor.

 

LUBRICACIÓN INDUSTRIAL (SEGUNDA PARTE)

¿Cómo saber si un lubricante será el adecuado para tal o cual aplicación?. Es una pregunta típica en el mantenimiento industrial y que nosotros iremos respondiendo poco a poco, dada la complejidad del tema. En el presente artículo se hará un primer esbozo.

 

Hablar de lubricantes es inevitablemente hablar de VISCOSIDAD, que es la resistencia ofrecida por una sustancia a "fluir" o desplazarse, y la viscosidad conlleva precisamente al tipo de lubricante que será necesario para una determinada aplicación. Centrémonos en el gráfico siguiente:

Luego, los parámetros fundamentales para la selección de un lubricante son:

• Velocidad.
• Carga de trabajo.
• Temperatura.

Si la velocidad es alta, entonces la temperatura debido a la fricción suele ser alta y los lubricantes de baja viscosidad proporcionarán una fricción viscosa más baja y una mejor transferencia de calor. Por otro lado, si las cargas de trabajo son altas, entonces los lubricantes de baja viscosidad tenderán a ser expulsados de la zona de contacto (como se trata de explicar en el gráfico).

Ahora también que el tipo de mecanismo lubricado aportará restricciones adicionales. Tenemos por ejemplo el caso de mecanismos de relojería pueden emplear cualquier tipo de lubricante, pero no sucede lo mismo con los "engranajes abiertos", los cables de acero y las cadenas dado que aquí el problema es evitar que el lubricante sea "expulsado" de la superficie en movimiento y he aquí que se hace necesario usar grasas o productos con adhesivos especiales. A ello dedicaremos un artículo especial.
En el caso de otros mecanismos, como los "engranajes cerrados" (aquí dedicaremos también un artículo especial), más específicamente en las cajas reductoras que requieren lubricación periódica, es muchas veces más fácil ubicar el lubricante adecuado, dado que está recomendado por el fabricante y se especifica claramente en la placa de la caja, como puede verse abajo:

 

Esta información también puede encontrarse en las respectivas fichas técnicas de las cajas reductoras.
Otra pregunta que cabe formularse aquí (y muchas veces se me ha hecho llegar) es: ¿tiene que ser necesariamente la marca que me recomiendan?, y la respuesta es  NO, dado que un lubricante de un tipo y marca dadas, tiene equivalentes (superiores e inferiores en calidad y precio) en otras marcas a la dada. A todo ello dedicaremos entonces un aparte a fin de aclarar la mayor cantidad de posibles inquietudes. El próximo artículo versará sobre todo lo concerniente a "aceites".

.Muchas gracias por su atención a la presente. Sigamos entonces en contacto vía FACEBOOK o TWITTER para hacerme llegar preguntas puntuales o comentarios. Un abrazo desde la distancia.

 

LUBRICACIÓN INDUSTRIAL (PRIMERA PARTE)

En nuestro medio, en la mayoría de empresas industriales se suele entender la lubricación como un componente importante dentro del mantenimiento a corto y largo plazo en la maquinaria, como una actividad rutinaria que tiene como finalidad el mantener y aún alargar la vida útil de las componentes involucradas en ellas, pero en realidad la lubricación implica muchas cuestiones más. La lubricación tiene como finalidades primordiales:

• Prevenir el desgaste,
• Reducir la fricción,
• Remover calor,
• Prevenir el óxido y corrosión,
• Remover contaminantes.

Y además la lubricación juega un rol importantísimo dentro de los costos de producción y operación de las mismas industrias manufactureras, así como del sector de transportes. Tengamos en cuenta lo siguiente:

 

Esta nueva serie de artículos tratará entonces el tema de la LUBRICACIÓN INDUSTRIAL, no haciendo mucho énfasis en conceptos sino en aplicaciones, recomendaciones, y sobre todo "estrategias de solución de problemas prácticos".  Trataremos todo lo concerniente a LUBRICANTES (aceites y grasas) así como EQUIPOS DE LUBRICACIÓN (manuales y automáticos, desde los sistemas más sencillos hasta los más complejos y de última tecnología).

 

Quedo entonces atento a todas las inquietudes que se me formulen directamente en este blog, vía Facebook o Twitter. Muchas gracias por acompañarme nuevamente.

 



EMBRAGUES Y FRENOS (QUINTA PARTE)

Frenos electromagnético de partículas.

Estos frenos pueden considerarse electromagnéticos en todo su funcionamiento. Son únicos en su diseño debido a la amplia gama de par de operación disponible. Igual que el freno electro-mecánico, el apriete es casi lineal, sin embargo, en un freno de partículas magnéticas, el par puede ser controlado con mucha precisión. Esto hace que estas unidades sean ideales para aplicaciones de control de tensión, como el arrollamiento de alambre, hojas, películas, y el control de tensión de la cinta. Debido a su rápida respuesta, también se pueden utilizar en aplicaciones de alta del ciclo, tales como lectores de tarjetas magnéticas, máquinas de clasificación y equipos de etiquetado.

Las partículas magnéticas se encuentran en la cavidad de polvo. Cuando la electricidad se aplica a la bobina, el flujo magnético resultante intenta obligar a las partículas entre sí, casi como un lodo de partículas magnéticas. A medida que aumenta la corriente eléctrica, la unión de las partículas se hace más fuerte. El freno del rotor pasa a través de estas partículas enlazadas. La salida de la carcasa está unida rígidamente a una parte de la máquina. Como las partículas comienzan a unirse, se crea una fuerza de resistencia en el rotor, la desaceleración, y eventualmente detienen o frenan el eje de salida.

Ilustración del principio de funcionamiento del freno de partículas

EMBRAGUES Y FRENOS (CUARTA PARTE)

Este artículo estará dedicado a los EMBRAGUES ELECTROMAGNÉTICOS, es decir aquellos dispositivos que cumplirán la función de "embragar" o "frenar" un eje de transmisión de potencia mecánica pero básicamente utilizando el principio de inducción electromagnética.

 

Mediante imanes y conductores eléctricos podemos hacer girar un eje y tener un motor eléctrico, pero al mismo tiempo es factible también gobernar la marcha de dicho eje. Tal es el principio básico de un embrague electromagnético.

Estos dispositivos pueden ser de 5 tipos:

• Monodisco o de "plato de fricción".
• Multidisco.
• De dientes.
• De partículas.
• De histéresis.

Los "monodisco" basan su principio en el mismo sistema que los embragues de disco "mecánicos", con la diferencia que estos son ahora accionados de forma electromagnética. Este disco en quien en resumidas cuentas absorberá la energía de fricción y tiene la ventaja de ser uno de los sistemas menos ruidosos que se conocen.

En el caso de un embrague "multidisco", la energía es absorbida por un conjunto de discos, con lo cual tenemos mayor capacidad de "contratorque" o potencia de frenado.

Despiece de un embrague electromagnético multidisco (Tekmatic)



 

Los embragues de dientes, son también conocidos como de "contacto positivo"

Estos embragues se acoplan mediante interferencia mecánica, y este acoplamiento se obtiene con quijadas de forma cuadrada o de dientes de sierra, o con dientes de formas diversas. Y al igual que los anteriores, son accionados electromagnéticamente. Tienen las siguientes características generales:

•No tienen deslizamiento.

•Transmiten grandes torques.

•Son acoplados a velocidades relativamente bajas (60 rpm máximo para embragues de quijada y 300 rpm máximo para embragues de dientes).

•Su conexión es ruidosa (obviamente).

 

Embrague electromagnético dentado

 

Continuaremos en un próximo artículo.

LA ENERGÍA DEL ESQUISTO

En diciembre del año pasado, el suplemento de un conocido diario de mi país publica un comentario del economista estadounidense Daniel Yergin donde se hace alusión a las repercusiones que puede tener la masificación este producto (los derivados gas y petróleo del esquisto) en los mercados energéticos mundiales para los años venideros. Y puede parecer sorprendente para muchos, pero ello está redefiniendo el papel que han venido desempeñando hasta nuestros días los importantes países petroleros del mundo, como es el caso de los situados en Oriente Medio.

 

¿Qué es el “ESQUISTO” en primer lugar?. Esta definición viene tomada de Wikipedia: “Los esquistos (del griego σχιστός, ‘escindido’) constituyen un grupo de rocas caracterizados por la preponderancia de minerales laminares que favorecen su fragmentación en capas delgadas…”

 

¿Y cómo es que se aprovecha el ESQUISTO?, pues en la producción de gas y petróleo. Para tener una idea más concreta podemos ver las siguientes imágenes : Una cosa es la extracción del gas y petróleo crudo directamente de pozos situados a muchos kilómetros de profundidad.

Otra cosa es la extracción de esquisto y su tratamiento en una planta industrial en un proceso llamado “pirolisis”. Elevando la temperatura del mineral a temperaturas entre 300 y 500°C

 

 

Ahora bien, este proceso puede llevarse a cabo in situ, es decir, introduciendo calor directamente a la formación rocosa del esquisto.

 

 

Hay otras dos maneras de procesar el esquisto: hidrogenación, y disolución térmica.

 

 

 

 

 

Desde luego que la obtención y uso del petróleo derivado del esquisto se remonta a la antigüedad, pero teniendo pleno registro de ello a partir del siglo XIV (Alta Edad Media) en Europa. Los procesos industriales sí han venido perfeccionándose hasta la época presente en que, como bien hemos indicado, ya tiende a posicionarse estratégicamente. Aquí por ejemplo se puede apreciar el potencial de producción de este petróleo en los EEUU respecto a las reservas de petróleo crudo en otros países productores importantes.

 

Habría que comparar este potencial con el de otros países, como China, que también parecen haber comprendido la importancia de este asunto.

Queda abierto el camino para la discusión en nuestra página de FACEBOOK. Al igual, y como siempre lo remarco, que también son bienvenidos todos los comentarios y sugerencias. Cordiales saludos para todos.

 



 

 



 

 



 



EMBRAGUES Y FRENOS (TERCERA PARTE)

Dentro de los embragues de fricción podemos citar también a los embragues de accionamiento neumático, siendo el de "tambor" o "campana" muy utilizados en la industria de nuestro país. Veamos gráficamente cómo es que funcionan estos equipos.

La cámara de aire interior es inflada con aire a presión para presionar hacia adentro la superficie o zapatas de fricción y de esta manera sujetar el tambor que "embragarán" o "frenarán" los ejes de la máquina que se esté accionando. Las válvulas que permiten el ingreso del aire serán también vías de escape rápido del aire de la cámara cuando se "desembraguen" los ejes.

 



 Aquí podemos ver el freno propiamente dicho:

Y aquí podemos verlo ya funcionando en una instalación industrial.

 

EMBRAGUES Y FRENOS (SEGUNDA PARTE)

EMBRAGUES DE FRICCIÓN: Son aquellos caracterizados porque el mecanismo de transmisión de movimiento se logra mediante el contacto entre dos superficies rugosas, una solidaria al eje conductor, la otra al conducido. Pueden clasificarse en:

•Embrague de muelles helicoidales
•Embrague de diafragma
•Embrague automático
•Embrague de discos múltiples.

EMBRAGUES DE MUELLES HELICOIDALES

La fuerza se efectúa por medio de un muelle o una serie de muelles. Estos realizan el esfuerzo necesario para aprisionar al disco de embrague entre el volante motor y el plato presión. Normalmente se utilizan seis muelles helicoidales dispuestos de manera circular consiguiendo así una presión uniforme sobre toda la superficie del plato de presión.

 

EMBRAGUES DE DIAFRAGMA
En éste tipo de embrague, los muelles helicoidales utilizados anteriormente son sustituidos por un diafragma elástico de acero que se comporta como un muelle. Con este sistema se consigue que el embrague no se vea influenciado por la fuerza centrifuga, la cual afectaba a los muelles. Además se logra una presión mas uniforme sobre el plato de presión, el volante y el disco.

EMBRAGUE AUTOMÁTICO

La acción de embragar y desembragar está confiada a un accionamiento mecánico por medio de unos contrapesos que funcionan por la acción de la fuerza centrífuga, de tal manera que cuando el motor gire a ralentí los contrapesos estén calculados para que no ejerzan presión sobre el plato quedando por tanto en posición de desembragado. En el momento que el motor aumenta su régimen, la fuerza centrífuga hace desplazar los contrapesos hacia la periferia, empujando al plato de presión hacia su acoplamiento con el disco. Solo se utiliza cuando no hay cambio de velocidades (ciclomotores).

EMBRAGUES DE DISCOS MÚLTIPLES

Normalmente este tipo de embrague se emplea solamente en motocicletas o en turismos de gran potencia. Esta opción surge cuando por problemas de tamaño en el motor, no se puede colocar el disco requerido para transmitir todo el par motor, y entonces se emplea el embrague de varios discos, cuya superficie de adherencia sea equivalente a la que necesitaría con un solo disco. Generalmente los discos de este tipo de embrague suelen ser metálicos los discos conductores están hechos de distinto material que los discos conducidos.

EMBRAGUES Y FRENOS (PRIMERA PARTE)

Suele pensar el neófito que "embragues" y "frenos" son dos cosas diferentes, pero en realidad se trata de un mismo dispositivo que cumple dos funciones distintas:

• Embrague : Transmite potencia mecánica entre dos ejes conectados en línea o en paralelo.
• Freno: Absorbe energía cinética de los ejes rotatorios convirtiéndola en energía calorífica.

La imagen siguiente (tomada del libro de Robert L. Mott, intitulado Diseño de Elementos de Máquina) nos muestra gráficamente la situación:

 



Los frenos y embragues se clasifican de diversas maneras, según su forma de accionamiento, y su forma de transferencia de energía entre los elementos, y el carácter del acoplamiento.

Según la forma de accionamiento tenemos:

• Mecánico
• Hidráulico / Neumático
• Electromagnético
• Automático

Según la forma de transferencia de energía pueden ser:

• De contacto positivo (que pueden ser de quijadas cuadradas, dentadas y en espiral) 
• De fricción (angular, radial y cónica)
• De sobremarcha (de rodillos, de uñas, de resorte enrollado)
• Magnético (de partículas magnéticas, histéresis y corrientes parásitas)
• Acoplamiento de fluido (fluidos secos e hidráulicos)

Estos dispositivos suelen asociarse con la aplicación automotriz, pero en verdad hay gran cantidad de maquinaria industrial de pequeña, mediana y gran envergadura que puede ser gobernada y accionada por ellos, no solamente en medios de locomoción: La minería, la producción de energía eléctrica, entre muchas otras aplicaciones.

 



Embragues y frenos de fricción

 

 

Los siguientes artículos iremos conociendo poco a poco estos dispositivos mecánicos en todas sus dimensiones. Me gustaría conocer inquietudes o consultas respecto a tipos, aplicaciones específicas...pero también estoy para escuchar sugerencias y experiencias técnicas para las siguientes presentaciones. Ya saben que tenemos una página de Facebook para comunicarnos, también estamos en Twitter y aquí mismo.

 

Bienvenido el nuevo mes y el nuevo tema entonces. Muchas gracias por acompañarme nuevamente.

 

EL VARIADOR MECÁNICO DE VELOCIDAD

Dentro de aquellos procesos industriales donde se requiere tener gobernada la velocidad de salida de un motor o reductor, como es el caso de ciertas fajas transportadoras, podemos gobernar directamente la corriente y voltaje en los motores utilizando los procedimientos electrónicos descritos hace algunos años en esta página, o bien utilizar variadores de frecuencia, o utilizar una alternativa más económica y práctica que nos brinda el VARIADOR MECÁNICO DE VELOCIDAD, a tal punto que se le considera "el mejor amigo" del reductor. 

¿Y en qué consiste este famoso"variador"?, pues está basado en el principio mecánico de la "Transmisión Variable Continua" (CVT, por sus siglas en inglés), que podemos comprender con la ilustración siguiente:

 

 

 

Es posible entonces modificar la relación de transmisión de velocidades de un eje mecánico a otro por medio de poleas de "diámetro ajustable".

 

Si vemos por dentro el"variador" podremos observar lo siguiente:

 

Manualmente (por medio de la perilla) cambiamos indirectamente el diámetro de una "polea" que está vinculada al eje de salida del dispositivo.

El variador mecánico de velocidad se convierte entonces en una herramienta fundamental si se desea tener un rango de velocidades de giro a la salida de un motor o reductor, tal como se indicó al inicio.

Aquí podemos verlo en dos tipos de reductores diferentes. Como se observa, el variador se intercala entre el motor y el reductor. Es necesario revisar los catálogos que nos brindan suficiente información para seleccionar variadores ya que (como se observa) deben coincidir las bridas del motor, del variador y las del reductor.

 



Quedamos atentos a los comentarios o inquietudes de nuestros amigos lectores. Tenemos este medio, el Twitter y el Facebook. Muchas gracias nuevamente.

REDUCTORES DE VELOCIDAD (QUINTA PARTE)

Este artículo nos brindará pautas de selección para reductores y motorreductores, que son de necesario conocimiento no sólo para asesores comerciales, sino también para ingenieros y técnicos de mantenimiento industrial, así como también para los diseñadores de maquinaria al hacer un pedido a las fábricas o casas distribuidoras.

 

 

• Si se trata de hacer un reemplazo  (por uno igual o equivalente) le llamaremos en adelante CASO 1
• Si se trata de hacer una selección para un determinado proyecto (diseño de máquinas) le llamaremos CASO 2.

Para los reductores tenemos que especificar al hacer nuestro pedido:

CASO1

• Marca y modelo Potencia (placa)
• RPM de salida
• Configuración
• Posición de montaje
• Tipo de salida (diámetro)
• Voltaje.

CASO 2

• Aplicación
• Tiempo de operación
• Potencia o torque de salida (placa)
• Ratio (relación de reducción)
• Configuración
• Posición de montaje
• Tipo de entrada (diámetro)
• Tipo de salida (diámetro)

Para los motorreductores tenemos:

CASO 1

• Marca y modelo
• Potencia (placa)
• RPM de salida
• Configuración
• Posición de montaje
• Tipo de salida (diámetro)
• Voltaje.

CASO 2

• Aplicación
• Tiempo de operación
• Potencia o torque de salida (placa)
• RPM de salida
• Configuración
• Posición de montaje
• Tipo de salida (diámetro)
• Voltaje.

Naturalmente que esto es en el caso de que no manejemos catálogos técnicos. Si se tratase de lo contrario, bastará indicar (dado que se conoce la marca), el modelo, el ratio y la potencia. Cualquier consulta puntual puede hacerse en nuestra página de Facebook, vía twitter  o poniendo comentarios aquí mismo. Los invitamos entonces a seguir participando. El mes de marzo nos trae, como de costumbre, algo muy interesante. Nos vemos.

REDUCTORES DE VELOCIDAD (CUARTA PARTE)

El presente artículo estará dedicado a un tema vital en el campo de los reductores de velocidad: LA LUBRICACIÓN. Precisamente la vida útil del reductor depende en gran medida de este factor, cuya información es también factible de ubicar en las placas del producto y en las especificaciones de los respectivos catálogos comerciales.

Los reductores pueden ya venir lubricados de fábrica o requerir de ello antes de ser montados y entrar en operación.

 

Los engranajes, casquillos y rodamientos de los reductores y motorreductores están lubricados habitualmente por inmersión o impregnados en la grasa lubricante alojada en la carcasa principal. Por lo tanto, el Mantenimiento pasa por revisar el nivel de aceite antes de la puesta en marcha. La carcasa tendrá visibles los tapones de llenado, nivel y drenaje del lubricante, que deben estar bien sellados. Debe mantenerse especialmente limpio el orificio de ventilación; también debe respetarse el tipo de lubricante recomendado por el fabricante, que suele ser el más adecuado a su velocidad, potencia y materiales constructivos. 

 

 

En el caso de la lubricación por inmersión es también necesario tener en cuenta las especificaciones del fabricante respecto a las posiciones de montaje, ello con el fin de asegurar que los aceites se encuentren no sólo a nivel óptimo sino además que estos lleguen a todos los componentes mecánicos involucrados.

 

Según el tipo del reductor, se suele recomendar una puesta en marcha progresiva, en cuanto a la carga de trabajo, con unas 50 horas hasta llegar al 100%. Asimismo, es muy recomendable el sustituir el aceite la primera vez tras 200 horas de trabajo, pudiendo incluso el decidir en ese momento un "lavado" del Reductor. A partir de ese momento, los cambios del lubricante deberán hacerse SIEMPRE de acuerdo con las recomendaciones del fabricante, siendo plazos habituales cambios cada 2.000 horas de trabajo. 

En caso de disponer de Reductores de repuesto, estos deben permanecer completamente llenos del lubricante recomendado, para prevenir la oxidación de los elementos internos, así como protegidos los acoplamientos. Es importante "marcar" en el mismo Reductor la necesidad de vaciar el lubricante sobrante ANTES de ser puesto en servicio. 

   Para finalizar, reiterar que los consejos aquí dados son solo recomendaciones GENERALES, y que siempre que sea posible y conocidas, deben atenderse las recomendaciones específicas del Fabricante para el modelo en cuestión.