De estos tres, el último es la consideración más importante, y de seleccionar la viscosidad correcta es crucial para conseguirlo bien. Sin la viscosidad operacional correcta, las superficies lubricadas de la máquina no alcanzarán el ciclo de vida sugerido por el fabricante de origen.

Dependiendo de las condiciones operacionales de la máquina, el proceso puede ser sencillo y directo: empate el grado sugerido de la viscosidad del fabricante de origen para condiciones de funcionamiento "normales" al grado de la marca-equivalente disponible. La astilla oculta en el duro proceso roza con la palabra "normal". ¿Qué es una condición de funcionamiento "normal"?

Con pocas excepciones, un fabricante de origen no puede justificar las muchas variedades de instalaciones, el mantenimiento y las prácticas operacionales. Con respecto a selección del lubricante, el fabricante de origen esperará un perfil de temperatura operacional, pero a menudo la temperatura operacional cae fuera del perfil propuesto de temperatura. Para estas circunstancias, se sugiere contactar el fabricante de origen para su consejo.

Las diferencias en la fabricación de productos complican aún más la situación. Para una especificación ISO 220 EP, un fabricante de lubricantes puede proporcionar un producto que apenas califique en lo mas bajo de la gama de la especificación con 200 centistoke (cSt, o ISO 200) ofrecida, mientras otro fabricante puede proporcionar un producto que califica en lo mas alto (240 cSt, ISO 240). Siempre que el producto ofrecido esté 10 arriba o debajo del número de especificación, "califica", pero la diferencia entre un producto de 200 cSt y un producto de 240 cSt es bastante significativa. De hecho, esto equivale a la diferencia en el espesor entre un aceite hidráulico medio (ISO 46) y el agua (ISO 2).

Tan solo esta variación puede complicar el perfil operacional de la viscosidad, y puede significar que la diferencia entre la viscosidad marginal y la enteramente aceptable cuando la máquina trabaja. Las preguntas importantes son:

  • Para el componente lubricado dado, ¿Cual es la viscosidad admisible mínima para asegurar una película continua?
  • ¿Cual es la viscosidad actual para la temperatura de la máquina mientras trabaja?

El proceso para determinar el valor 'mínimo admisible' varía entre las superficies que se deslizan juntas y las superficies que ruedan juntos. Afortunadamente, hay muchas ilustraciones y guías proporcionadas por los fabricantes del componente para ayudar al ingeniero o al mecánico para hacer una selección apropiada.

Para el propósito de esta discusión, asuma que la viscosidad operacional, admisible, mínima y teórica es 18 centipoise. También, para el propósito de esta discusión, asume que un margen aceptable de seguridad para la viscosidad de objetivo es tres veces el mínimo admisible. El objetivo para el equilibrio del ejercicio sea determinar la viscosidad actual, determine que tan cerca esta el escenario actual para el mínimo, y considere las opciones para la mejora del sistema de tribo.

Determinar la Viscosidad Operacional sin dificultad:

Paso 1. Identifique la viscosidad a través de una gama de temperaturas. Primero, permita que el laboratorio de análisis de aceite verifique la viscosidad del producto bajo consideración en dos diferentes temperaturas: 40°C y 100°C. Después, Agregue estos dos puntos de datos en un gráfico de Viscosidad-Temperatura (mostrado en la Figura 1). Estos se pueden adquirir en muchos lugares, pero el suministrador del lubricante debe poder proporcionar totalmente gratis. Por último, trace una línea delante de los primeros datos señalando claramente más allá del segundo punto. Esta línea indica la viscosidad en el centistokes en cada punto de temperatura en el gráfico.

calculando 1

Para ampliar la imagen haga clic sobre ella, regrese utilizando su navegador.

Paso 2. Identifique la viscosidad en la temperatura operacional. Primero, mida la temperatura operacional del lubricante. Si es un sumidero (o cárter) sin circulación asegúrese de medir la temperatura del lubricante dentro del sumidero con un medidor de temperatura sumergible. Si es un sistema con circulación asegúrese de medir la temperatura en una ubicación lo más cerca posible a los componentes mecánicos, y delante del punto donde el lubricante vuelve al depósito. Si la temperatura del lubricante es susceptible a variación con la carga operacional o a la temperatura ambiente, trata de utilizar la temperatura más alta probable, ya que esta será el punto donde el lubricante ofrece el riesgo más grande a la máquina.

Paso 3. Encuentre la temperatura del objetivo en el eje de la temperatura del gráfico, como se muestra con un círculo azul en la parte inferior del gráfico en la Figura 1. Del punto de temperatura en la grafica, dibuje una línea vertical por la línea de la viscosidad que fue trazada en el Paso 1. Dónde estas dos líneas se cruzan representan la viscosidad operacional actual en centistokes.

Paso 4. Por último, convierta la viscosidad observada de un valor cinemático a un valor dinámico. Esto es necesario porque la viscosidad lubricante cae ligeramente cuándo es sujeta a una fuerza dinámica. (El grado cinemático de la viscosidad que es representado en la etiqueta de la envoltura esta basado en el flujo del lubricante por el sistema de prueba bajo la fuerza de la gravedad. Idealmente, todos los valores de la viscosidad serán dados en centipoise). Para determinar la viscosidad dinámica en la temperatura operacional, multiplique el valor Cinemático por la gravedad específica del lubricante. La figura 2 muestra una representación típica de la gravedad específica, y de los valores típicos de la viscosidad en una hoja de datos del producto lubricante. La hoja de datos de producto tendrá un valor que es una estimación cercana, y será suficiente para este ejercicio.

calculando 2

En este caso, el lubricante en uso es un ISO 220, con una viscosidad actual a 40° C de 202, y en 100° C de 17, y una gravedad específica de .855. Los puntos rojos en la Figura 1 corresponden con la viscosidad en 40°C y 100°C. La línea púrpura representa la viscosidad en el centistokes en temperaturas diferentes. El punto azul y la línea azul representan la temperatura actual en la que el aceite opera. Asuma que la temperatura operadora es de 75°C. En este caso, la viscosidad en la temperatura operacional está cerca de 42 centistokes.

Por último, cuando multiplicamos la viscosidad en centistokes, 42, por la gravedad específica del lubricante, .8550, determinamos la viscosidad actual dentro de la máquina, que es 36 centipoise.

La parte más difícil si este ejercicio continúa. Es la de decidir si la condición actual es aceptable para la confiabilidad a largo plazo. Para este paso, los detalles del análisis de aceite serán más útiles. Como se indico anteriormente, si el aceite esta limpio, seco, y excede el mínimo admisible, y la máquina no experimenta variación de carga ni velocidad, entonces las superficies serían sostenidas en una separación líquida total. Sin embargo, si cualquiera de estos factores interviene con la película líquida entonces el contacto metálico producirá deshecho por desgaste y destrucción de superficie.

En esta etapa, el técnico de lubricación debe observar de cerca el proceso de recolección de la muestra, y esforzarse por reunir muestras que puedan ser repetidas (utilizando un método coherente de muestreo) y lo más cerca posible al componente lubricado. La calidad del proceso de la muestra puede hacer o romper esta decisión. Si el proceso de muestreo es seguro, y produce resultados fiables, entonces el análisis de metales de desgaste puede proporcionar la clave a nuestra decisión final.

Como se indico anteriormente que 3 veces la viscosidad mínima admisible proporcionaría un margen leve de seguridad. En estos cálculos encontramos que la viscosidad era dos veces el mínimo. Si no existe ninguna evidencia de estrés de la máquina, y no hay probabilidad que la temperatura aumente, entonces ningún cambio sería justificado.

Sin embargo, si hay evidencia de estrés, y el cambio es justificado, entonces las opciones son, ya sea enfriar el cárter lo suficiente para aumentar la viscosidad fuera de la zona de problema (una disminución de 15°C traería la viscosidad hasta el rango de 70 cSt, que proporcionaría tres veces el mínimo), o aumentar la viscosidad de inicio por un grado de viscosidad (aceite ISO 220 a aceite ISO 320). Si se escoge la última opción, el departamento de ingeniería deberá hacer los cálculos para asegurar que el diámetro de la tubería es suficientemente ancho, y asegurar el flujo frío. Los límites de salida de la bomba también deben ser verificados antes de hacer el cambio al grado más alto de viscosidad.

Este análisis del caso nos proporciona con un escenario típico. Los resultados no demuestran algo concluyente, de la evidencia disponible, que un cambio es requerido, dejando una fuerte duda de juicio para el ingeniero de confiabilidad. Por eliminar progresivamente las variables potencialmente problemáticas, o reuniendo más información de calidad, la confianza en la última decisión aumentará.

Mike Johnson es el fundador de Advanced Machine Reliability Resources Inc., Una empresa que proporciona precisión en el desarrollo de programas de lubricación, consultoría y capacitación. Ha escrito y ha presentado numerosos documentos técnicos en simposios y conferencias a través de Norteamérica acerca de cómo utilizar la lubricación de la máquina para conducir hacia la confiabilidad de la máquina. Mike esta felizmente casado, juega y entrena fútbol, tiene 3 hijos jóvenes que consumen su tiempo y atención restante. Puede ser localizado en mjohnson@amrri.com o al numero telefónico 615-771-6030 dentro de los EEUU.

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