•El micrón o micra es una unidad de longitud equivalente a una millonésima parte de un metro. Su símbolo científico es µm. Su nombre proviene del griego μικρός (micrós), neutro de μικρόν (micrón): pequeño.
•En fabricación mecánica el «micrón» es la unidad de longitud más pequeña, en la cual se expresan las tolerancias de cotas de las piezas que se someten a rectificación.
•Equivalencias
•Un micrón o micra equivale a:
•Una milésima de milímetro: 1 µm = 0,001 mm = 1 × 10-3 mm
•Una millonésima de metro: 1 µm = 0,000 001 m = 1 × 10-6 m
•Mil nanómetros: 1 µm = 1000 nm 1 mm = 1000 µm 1 m = 1 000 000 µm 1 nm = 0,001 µm _________________________________________________________________________________
Cojinetes
Definición: Es una parte integrante de la máquina que guía, soporta o limita movimientos rotativos y/o alternativos.
Clasificación: Se clasifican en dos clases: Cojinetes de superficie deslizante y Cojinetes de rodamiento, a su vez los cojinetes de superficie deslizante se dividen en: de movimientos rotativos y oscilantes.
Los cojinetes de superficie deslizante se clasifican por Tipos y Diseños.
Tipos:
- Radiales (ajuste radial)
- Tipos Axiales (ajuste axial)
- Angulares (ajuste radial y axial)
- Cojinetes cilindricos (soporte)
- Cojinetes Cojinetes esféricos (auto alineables)
- Cojinetes zapatas pivoteantes (empuje)
Cojinetes radiales: Se colocan en muñones o ejes giratorios, mantienen la alineación y evitan el desplazamiento radial y están diseñados para recibir cargas aplicadas en dirección del eje geométrico del muñon en forma perpendicular.
Cojinetes de empuje o axiales: Se colocan en los ejes para impedir un desplazamiento longitudinal y están diseñados para recibir cargas en dirección del eje geométrico del muñon.
Cojinetes angulares: Están proyectados para soportar una combinación de esfuerzos radiales y de empuje, en este caso, larga resultante actúa en la dirección de una componente angular y tiene por objeto evitar ambos movimientos, axial y radial.
Diseño:
Cojinetes rígidos o cilíndricos: Se instalan en posiciones fijas de las máquinas, de modo de impedir los desplazamientos radiales y axiales.
Cojinetes de autoalineación: Están construidos de modo tal que sus diversas partes se alinean automaticamente, por si mismas, después que han sido armados y cargados.
Cojinetes con zapatas pivoteantes: En segmentos, son cojinetes construidos con piezas divididas destinadas a evitar el movimiento axial de los ejes y muñones.
Aro soporte de zapatas en un cojinete de empuje simple.
Cojinete tipo "Kingsbury" donde se pueden observar una sección de empuje (parte alta) y una sección de soporte (parte baja)
Cojinetes de soporte de zapatas pivotantes para altas velocidades de eje.
El metal Babbitt o metal de cojinete, es una de las distintas aleaciones utilizadas para la superficie de apoyo en un cojinete de fricción . El metal Babbitt se emplea habitualmente como una capa superficial fina en una estructura multi-metal. El metal Babbitt es blando y se daña fácilmente, lo que sugiere que podría no ser adecuado para un cojinete de superficie. Sin embargo, su estructura está hecha de pequeños cristales duros dispersados en un metal más blando. Cuando el cojinete se desgasta, el metal más blando se erosiona tanto que crea rutas para el lubricante entre los puntos duros que proporcionan la superficie de apoyo real. Cuando el estaño se utiliza como el metal más suave, la fricción hace que este se funda y funcionar momentáneamente como un lubricante.
En la actualidad existen muchas aleaciones Babbitt. Algunas composiciones comunes son:
90% estaño, 10% cobre
89% estaño, 7% antimonio, 4% cobre
80% plomo, 15% antimonio, 5% estaño
76% cobre, 24% plomo
67% cobre, 28% estaño, 5% plomo
Los motores de combustión interna utilizan el metal Babbitt principalmente a base de estaño ya que puede soportar una carga cíclica.
COJINETES DE RODAMIENTO o RULEMANES
Los cojinetes de rodamiento se utilizan generalmente en máquinas auxiliares y en turbinas a gas. Estos cojinetes soportan el eje por medio de rodillos a bolillas, reemplazando la resistencia de fricción por deslizamiento por la de rodadura entre las superficies de trabajo.
Los cojinetes de rodamiento constan de cuatro partes:
- Anillo o cubeta interna ajustada al eje.(pista interna)
- Anillo o cubeta externa ajustada al soporte.(pista externa)
- Las bolillas o rodillos que transmiten el esfuerzo.
- Dispositivo que asegura e impide que se corran las bolillas o rodillos, llamados "jaulas".
Ventajas de estos cojinetes.
- Pérdida por fricción pequeña (0,1 de los cojinetes comunes).
- Mucha duración.
- Requieren poca atención. Lubricación simple y de poco consumo.
- Mantienen buena alineación por largos lapsos.
- Soportan sobrecargas momentaneas sin averías ni agarre.
- Ocupan poco espacio.
- Son aptos para bajas velocidades, coeficiente de fricción bajo, la perdida de energía por rozamiento es mínima desde el principio del movimiento.
- Ofrecen una resistencia muy pequeña en el arranque.
Desventajas de estos cojinetes:
- Su construcción y montaje deben ser de máxima exactitud.
- Ocupan mayor espacio en sentido diametral.
- Son de mayor costo.
- Sin película de aceite, que en cojinetes ordinarios amortigua choques y vibraciones.
- Requieren buena estanqueidad a las impurezas y al agua.
Se dividen en dos clases principales.
- Cojinetes de bolillas.
- Cojinetes de rodillos (cilindricos, cónicos, esféricos, cóncavos, agujas, etc). Según su función: axiales, radiales y angulares.
Cojinete autoalineable.
BUJES
Lubricantes y lubricación
En los distintos órganos en movimiento de las maquinas, existen rozamientos en las superficies de contacto que disminuyen su rendimiento. Este fenómeno se debe a diversos factores, el mas característico de los cuales es el coeficiente de rozamiento, cuya causa principal reside en las irregularidades de las superficies de las piezas en contacto.
Se llama lubricante la sustancia capaz de disminuir el rozamiento entre dos superficies en movimiento. Sus fines son, principalmente, dos
1) Disminuir el coeficiente de rozamiento.
2) Actuar como medio dispersor del calor producido.
Además, con el se consiguen los siguientes objetivos secundarios:
a) Reducir desgastes por frotamiento.
b) Disminuir o evitar la corrosión.
c) Aumentar la estanqueidad en ciertos órganos (cilindros, segmentos, juntas, etc.).
d) Eliminar o trasladar sedimentos y partículas perjudiciales.
Métodos para lubricar cojinetes:
a) Lubricación intermitente, se puede efectuar con grasa o Aceite, solo se provee una película delgada de lubricante.
Engrasador manual y sus partes
Graseras que se ubican en los puntos de engrase
b) Lubricación continua limitada: por resorte (provisión continua), por mecha (capilaridad), por goteo (a través de un orificio en el cojinete). Se emplea solo para trabajo liviano.
Ejemplos de lubricadores a resorte
Ejemplo de lubricador contínuo presurizado a gas.
Lubricación por goteo.
c) Lubricación continua abundante.
Es la única que asegura una película gruesa de lubricación, se obtiene por los siguientes procedimientos:
l) Lubricación por anillos (suministra amplia cantidad de aceite)
2) Lubricación por cadena (variante de lubricación por anillo).
3) Lubricación por disco (disco rotativo envío aceite por medio de deflectores).
Caja de rodamientos con nivel de aceite por debajo de los rodamientos. Un disco deflector levanta o salpica el aceite en los cojinetes.
4)Lubricación por salpicado ( en mecanismos totalmente cerrados).
Ejemplo de lubricación por salpicado, efectuado por un cucharín en la cabeza de biela de un motor de combustión interna pequeño.
5) Lubricación por inmersión (el eje está sumergido parcialmente).
Ejemplo de lubricación por inundado. El mecanismo que efectúa el salpicado, inunda también el resto del interior de la máquina.
6) Lubricación por inundación (fluye por gravedad de un tanque superior).
7) Lubricación por presión (es un sistema de circuito cerrado alimentado por medio de una bomba. Normalmente se utilizan presiones que oscilan entre 0,3 y 2 Kg/cm², en este sistema se incluye un enfriador, que limita la temperatura y mantiene la viscosidad).
Ilustración de un sistema básico de lubricación por presión o forzada.
Ranuras en los cojinetes.
a) El ingreso del aceite debe ser por las zonas de baja presión, se usan carteras que actúan como acumuladores de aceite que es arrastrado a la zona de mayor presión por el mismo eje, las carteras no deben llegar a los extremos del cojinete, si esto ocurriera se produciría fuga de lubricante sin haber trabajado.
b) En cojinetes relativamente largos con respecto a su diámetro se practican ranuras circunferenciales a efectos de lograr un mejor flujo de lubricante.
c) Puede utilizarse cojinetes con carteras y ranuras circunferenciales (combinados) siempre se debe tener presente los diseños, que su ubicación no interrumpa las zonas de presión creciente o máxima.
d) Al efectuar ranuras o carteras en un cojinete, sus bordes deben terminar en bordes redondeados para evitar que en dicho borde se produzca corte de película lubricante.
e) El tipo de ranura usada no debe ser modificada con respecto al diseño original.
Introducción a la Lubricación hidrodinámica.
Antecedentes de la lubricación hidrodinámica.
Los primeros trabajos sobre un eje con cojinetes trabajando en condiciones hidrodinámicas fueron realizados por Pauli (1849) y Hirn (1854). Estos trabajos fueron analizados por el científico ruso Petroff en 1883. Tower entre 1883 y 1885. Demostró que se generaban en este tipo de cojinetes unas presiones elevadas: este hecho fue explicado en 1886 por Reynolds que demostró que era necesaria una forma convergente en la película para que se generara un aumento de presión.
Desarrollo del tema: lubricación hidrodinámica.
La lubricación hidrodinámica o lubricación de película gruesa, se obtiene cuando las dos superficies están completamente separadas por una película coherente del lubricante. La lubricación hidrodinámica evita el desgaste de las partes en movimiento, ya que no hay contacto metálico entre ellas.
Esto significa que el espesor mínimo de la película es algo superior a la suma promedio de las irregularidades de ambas superficies y que la resistencia al movimiento viene dada sólo por la fricción entre las capas del lubricante, siendo éste último el que soporta totalmente la carga. En este caso, las condiciones de la lubricación serán óptimas y el mecanismo podrá funcionar durante largo tiempo sin desgaste alguno, siempre y cuando se mantengan estas condiciones de operación.
Película Hidrodinámica: Se produce, debido al movimiento de las superficies lubricadas, al formarse una zona de convergencia o cuña de aceite, donde hay presión suficiente para mantener separadas las superficies.
Existen dos tipos de películas hidrodinámicas:
• Cuña de Aceite.
• Películas Elastohidrodinámicas.
Cuña de Aceite: Este tipo de película hidrodinámica, se produce en los cojinetes de deslizamiento y de empuje. La película en estos casos, puede llegar a tener un espesor de hasta 25 micras. La formación de una película hidrodinámica gruesa que separe las superficies y soporte una carga, puede ser descrita si observamos la siguiente figura.
Las dos superficies están sumergidas en un fluido lubricante. A medida que la superficie se mueve, la fricción interna del fluido hace que sea arrastrado en la dirección del movimiento. La superficie estacionaria no es paralela a la móvil, sino inclinada, como se indica en la figura. De ese modo, el fluido es arrastrado y hecho pasar por el área A. Debido a que la zona de salida del fluido B, es más pequeña, el fluido tiende a ser comprimido, lo que ocasiona una subida en su presión.
> Retardo en el flujo por el área A.
> Aumento del flujo en el área de salida B
> Fugas laterales, ya que no todo el fluido puede salir por B.
> Soporte de cargas, sin que haya contacto entre las superficies.
En la figura se ha exagerado la inclinación de la superficie fija. En casos reales, la inclinación suele ser del orden de 50 micras cada 15 cm
Factores que afectan el establecimiento de la Película Fluida o Hidrodinámica. * Viscosidad.
* Velocidad.
* Carga.
* Acabado Superficial.
* Diámetro, longitud y tolerancias.
* Alimentación del lubricante.
Curva de Stribeck.
•La curva de Stribeck es un gráfico clásico basado en el estudio de la lubricación de un eje liso, en contacto con su cojinete lo cual provoca el desgaste.
•A muy bajas velocidades predomina la lubricación por capa límite. Toda la carga es soportada por las crestas de la superficie en el área de contacto. A velocidades altas se crea un efecto de cuña entre el fluido y el objeto. La presión hidrodinámica separa completamente el objeto de la superficie.
•El gráfico puede dividirse en tres zonas:
zona I: lubricación hidrodinámica Las superficies del cojinete están perfectamente separadas con un película gruesa de fluido: no hay contacto directo entre las superficies que deslizan y por tanto prácticamente no hay desgaste.
zona II: lubricación mixto.
zona III: lubricación límite.
El punto C es el punto ideal de funcionamiento delimita además la zona estable de la inestable puesto que proporciona un rozamiento mínimo con prácticamente desgaste nulo. En la práctica se prefiere trabajar ligeramente a la derecha de C para tener un margen de seguridad. Si en el punto B reducimos ligeramente la viscosidad rápidamente crece el coeficiente de rozamiento hasta el punto A. A partir de este punto la mayor parte de la carga es soportada por las asperidades y por tanto un reducción mayor de la viscosidad tiene muy poca influencia en el coeficiente de rozamiento.
Al iniciarse el movimiento, el muñón trata de rodar y de subir por el casquete en la dirección del movimiento. En el espacio entre el muñón y el casquete se va introduciendo cada vez más aceite, por la acción de bombeo del muñón, lo cual hace que éste se vaya separando del casquete.
A medida que se va alcanzando la velocidad normal de funcionamiento, el muñón empieza a resbalar sobre el aceite y comienza a "flotar". Cuando el muñón gira a la velocidad normal de funcionamiento, el eje de coordenadas de éste forma un ángulo específico con el casquete, posicionando el mínimo espesor de la película lubricante. La presión hidráulica del aceite aumenta considerablemente y soporta la carga.
Huelgos de los cojinetes:
Para que haya circulación de lubricante y formación de película entre muñón y cojinete se construirán de forma tal que el cojinete sea mayor que el muñón, este diseño permite que quede una luz llamada "huelgo de aceite", que debe ser el mínimo compatible con adecuada circulación de lubricante para que disipe el calor producido por fricción. El huelgo debe ser uniforme, si fuera mínimo al requerido por puntos existirían cargas que originarían calentamiento anormal y posibles averías, al armar un cojinete, las mitades deberán hacer contacto metal con metal debiendo quedar huelgo correcto, si se trata de cojinetes con medios casquillos postizos se verá que estos toquen antes que las tapas al apretar.
Factores que deben tenerse en cuenta al establecer los huelgos.El valor del huelgo a dejar depende de:
a) Las medidas del cojinete.
b) La exactitud de la alineación del eje.
c) La velocidad de giro.
d) Si la dirección de carga se alterna (máquinas alternativas) o permanece constante (equipos rotativos).
e) Si se emplea lubricación por gravedad o forzada.
f) Temperatura de trabajo deseada.
g) La viscosidad del lubricante.
Lubricantes (clasificación comercial).
Debido al gran consumo de lubricantes originado por el automóvil, se ha desarrollado una gama completa de ellos que cubre todas las necesidades determinadas por las condiciones especiales a que son sometidos.
Aceites para motores
Son aceites con aditivos contra la corrosión y oxidación, por las altas temperaturas a que deben funcionar. Respecto de sus propiedades, estos aceites se dividen, según la SAE, en tres categorías principales:
Aceite Regular (normal o ML). Mineral, sin aditivos y para trabajos ligeros y moderados corrientes.
Aceite Premium (de primera o MM). Con aditivos antioxidantes y anticorrosivos y con un ligero poder detergente.
Aceite Heavy Duty (detergente, HD o servicio pesado MS). El cual además de antioxidante y anticorrosivo, es detergente. Se emplea para motores destinados a trabajos fuertes. A esta categoría pertenecen también los aceites especiales para motores Diesel, de gran poder detergente. (Servicio DG), para esfuerzos y temperaturas normales.
Suplemento 2 (Servicio DS), para esfuerzos muy duros y temperaturas muy elevadas. La viscosidad de los aceites para motores se indica mediante los numero SAE, siendo mas alta cuanto mas lo es el numero:
• SAE-5W, SAE-10W, SAE-20W (para frió riguroso)
• SAE-20W, SAE-30, SAE-40, SAE-50
Multigrado
Aceites para las cajas de cambio y el diferencial
Contienen aditivos (cloro, azufre, fósforo) para mantener la película de aceite mínima a las elevadas presiones de trabajo de los engranajes de cambio y del diferencial. La clasificación SAE de las viscosidades es la siguiente: SAE-75, SAE-80, SAE-40, SAE-140, SAE-240
No deben emplearse para motores, ya que los aditivos que contienen son adecuados única y exclusivamente para las aplicaciones especificas del aceite, y podrían originar graves averías.
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NORMAS PARA EL USO Y CONSERVACION DEL MATERIAL DE CASCO, ELECTRICIDAD Y MAQUINAS NAVALES (N O C E M) CAPITULO 22 MOTORES DE COMBUSTION INTERNA
22-42. Lubricación.
a. El aceite de lubricación para motores, debe mantener inalterable sus características físico-químicas. Ver Capitulo 23 de estas Normas "Lubricantes y Sistemas Relacionados”.
b. La regulación de la presión de aceite se efectuará:
1. Por medio de la variación de la velocidad de la bomba, si ésta es independiente.
2. Apertura de la válvula de alivio o by-pass. 3. Estrangulamiento de interceptoras.
4. Por dispositivos especiales instalados en algunos motores.
c. La presión debe ser mantenida entre los límites fijados por el fabricante; por debajo de dichos límites la lubricación y refrigeración de los movimientos se ve comprometida; por arriba de ellos puede originarse: pérdidas de aceite, inundación del cárter y pasaje excesivo a la cámara de combustión.
d. Debe vigilarse, también, la temperatura del aceite al iniciar la marcha y durante los aumentos de velocidad con tiempo frío. e. De no existir normas precisas de los fabricantes, debe tomarse como guía el valor de 25°C, por lo menos, el valor a alcanzar a la salida de los refrigerantes.
f. Si es posible para acelerar el calentamiento del aceite, debe hacerse circular éste por una derivación que no pase por el enfriador.
g. Debe verificarse que en los circuitos de lubricación no deberán formarse bolsillos de aire. Esto se comprueba por las espías, si existen o por contacto con la mano en los codos de las tuberías que acusarán una menor o mayor temperatura, que el resto de las mismas, si estos bolsillos se producen.
h. La lubricación de los cilindros, o llamada lubricación interior, debe asegurar el aceitado normal de los pistones y de los aros.
Debe tenerse en cuenta que esta lubricación, si es marcadamente insuficiente, puede dar lugar a engranadura y si es muy abundante, puede, entre otros inconvenientes, provocar por el escape una descarga de humo blanco o azulado.
Dado de que entre estos dos límites es imposible controlar durante la marcha si su regulación es la conveniente, esta parte se considera en el 2° escalón; no obstante si se exterioriza el límite extremo de exceso, en la primera oportunidad de libertad de maniobra, se inspeccionarán los cilindros y pistones. En los motores de 2 tiempos por las lumbreras de barrido y escape y en los de 4 tiempos, por la presencia de pequeñas gotas de aceite en las salidas de los grifos instalados en los correspondientes conductos de escape.
Un control del consumo horario del aceite puede ser un indicador más aproximado, si se conoce el valor original del fabricante con el cual se comparará.
Hello, my name is Jack Sparrow. I'm a 50 year old self-employed Pirate from the Caribbean.
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