08 Engranajes Abiertos Ag 07

R.Camalli-Engranajes abiertos1 Bs.As 15 al 17 de Agosto de 2007

Lubricación de Grandes Engranajes

Cortesia-Tapa McGrow Hill


Características constructivas y funcionales de los equipos con Engranajes Abiertos

• Grandes pares de giro a la salida

• Grandes distancias entre eje

• Altas rugosidades en los dientes de piñones y de coronas.

• Los engranes por lo general se construyen con durezas bajas.

• Las durezas entre piñones y coronas están muy próximas.

Lubricación en Grandes Engranajes


Características constructivas y funcionales de los equipos con Engranajes Abiertos

• Velocidades muy bajas: Molinos 15 rpm - Hornos 2 rpm

• Temperatura en los flancos altas molinos 65 º C.

• Desalineaciones que se producen por inconvenientes de

montaje y por condiciones de funcionamiento.

• Altas Vibraciones.



Condiciones que debe cumplir el lubricante

� El lubricante debe formar una película lubricante separadoraentre ambos engranajes con el objetivo de evitar o reducir eldesgaste.

� Esto va a depender de los siguientes parámetros

� carga ( potencia , par de giro, geometría)

� velocidad (rpm, geometría)

� temperatura

� tipo de materiales y tratamiento superficial

� calidad de fabricación

� otros...



Exigencias de Lubricación

La combinación de todas las variables antes mencionadas que se presentan en estos equipos exigen al máximo las propiedades del lubricante y hacen que éste trabaje en condiciones límites.

Con estas combinaciones de bajas velocidades, altas cargas, temperaturas, desalineaciones y materiales inadecuados, nunca sepuede lograr una lubricación hidrodinámica con una separación de ambos pares en contacto por el lubricante.

Existe una lubricación mixta con contacto metálico entre superficies.



Caracteristicas que debe tener el lubricante y ensayos para evaluarlas

Características del lubricante Tipo de EnsayoAlta viscosidad del aceite base Viscosimetro

cinemáticoEnérgica aditivación EP Carga de soldadura

4 BolasAditivación Antidesgaste Desgaste - 4 Bolas

Desgaste - FZGAlta adherencia Viscosidad Dinámica

Roto viscosimetroResistencia al Gripado /Scuffing FZGFluencia en frioProtección contra la corrosión



Lubricación de Grandes Engranajes

EP -Comparativos entre Ensayos Extrema Presión

EQUIPOS ESQUEMA RESULTADO DEL TEST REPRODUCIBILIDAD

Carga kgAlmen Lubricante EP 6,8 - 15,8 No es suficientem.preciso

Falex EP Lubricante EP 340 -2000 No es preciso o reproducible

4 Bolas Lubricante EP Precisión del método 10% EP Moderado 30 - 45 Es el más preciso de los

Enérgico 50 - 70 métodos y puede indicar los niveles de EP

SAE EP Lubricante EP 6 - 25 Precisión del método 16 %

Timken EP Lubricante EP Precisión del método 10% al Moderado 9 - 27 15% aprox.9 kg .Es cuestiona-Enérgico > 60 ble para evaluar niveles de EP


Ensayos para verificación de desgasteFZG Es el más representativo para

medir desgaste en engranajes porque mide el desgaste real del mecanismo en operación y como operan los aditivos

4 BOLAS Es un ensayo de laboratorio que muestra como funcionanlos aditivos a la fricción mide la huella de desgaste.

SRV Es un ensayo de laboratorio que mide combinación de presion deslizamiento y oscilación



Por qué es necesario alta viscosidad y EP ?

FRICCION FLUIDA (FR)Esto ocurre en un cojinete. No es posible que ocurra en un Engranaje Abierto

FRICCION MIXTA (MR) Esto es lo que ocurre en un engranaje abierto donde es muy importante la aditivación EP para evitar la soldadura entre las crestas0 Punto de contacto1 Lubricante2 Capa superficial de reacción



Tipo de fricción en el Engranaje

Baja velocidad Periferica : Engranajes abiertos

Alta velocidad Periférica : Cajas de velocidad de automoviles

E

fricción mixtabaja velocidad periférica

alta velocidad periférica

fricción fluida



Como actúan los aditivos EP en el Engranaje

Los aditivos EP actúan cuando se presentan temperaturas puntuales por contacto metal - metal generandose componentes metálicos de menor punto de fusión que permiten el aplastamiento de las crestas de las rugosidades y como tal la terminación superficial mejora, mejorando la película lubricante.

Por ejemplo esto puede ocurrir con las mezclas de azufre, naftenatode Pb y acero que a 750°C consigue que el material fluya plásticamente.

Esta actividad es en esencia una corrosión química controlada , si no existen sobrecargas con la aparición de contactos metal-metal no se desarrollan las temperaturas puntuales que den lugar a la reacción y por lo tanto los aditivos no actúan.

Lubricación en Grandes EngranajesAbiertos


Seleccionando la Viscosidad adecuada del Aceite Base + aditivaciónadecuada

¿Como ayudo a prevenir el pitting

?

Con una adecuada aditivación EP + la Viscosidad adecuada del Aceite Base

¿Como ayudo a prevenir scuffing

/scoring ?


Lubricación en Engranajes AbiertosEvolución de los lubricantes

Temperatura °F 210 390 570 750 930 1110 1290 1470

°C 100 200 300 400 500 600 700 800

Fosforo

Cloro

Azufre


Diagrama de temperaturas en el Flanco

Como se puede apreciar en el diagrama la zona de mayor temperatura se encuentra en el sector de deslizamiento que es donde actuan los aditivos E.P.

• tc: temperatura de contacto

• tint: temperatura integral

• tm: temperatura de masa

• toil: temperatura del aceite

La temperatura de masa es la que medimos manualmente con el termómetro infrarrojo y que coincide con la temp. En la Circ. Primitiva



En todo el flanco solo hay lubricación EHD. Las presiones son muy altas, p.een un engranaje en cajas cerradas la presión de Herts entre los dientes (PH) puede estar entre 800 -1500 N/mm2 y en un Engranje Abierto es menor de 350 a 600 N/mm2

Mientras que en un cojinete la PH es de 20 N/mm2 o menos

2 dientes 1 diente 2 dientes

Distribución de Carga en el fanco

Distribución de temperaturasen el fanco



Por qué la viscosidad y el EP son importantes? En un engranaje helicoidal la viscosidad es importante porque la velocidad de deslizamiento es mayor que en un engranaje recto (deslizamiento en circ. primitiva)



GRAFLOSCON A-G 1 ULTRA

GRAFLOSCON B-SG 00 ULTRA

Klüberfluid B-F 1 Ultra

GRAFLOSCON C-SG 0 ULTRAGRAFLOSCON C-SG 1000 ULTRAGRAFLOSCON C-SG 2000 ULTRA

Klüberfluid C-F 1 Ultra, Klüberfluid C-F 2 Ultra Klüberfluid C-F 3 Ultra ,Klüberfluid C-F 8 Ultra

GRAFLOSCON D-SG 00 ULTRA

A

B

C

D



Lubricación en Grandes EngranajesLUBRICACION DE IMPRIMACION


Lubricación en Grandes EngranajesLUBRICACIÓN DE RODAJE


• Módulo 25 mm• Rt 44 um• Observado con microscopio electrónico

20x

Lubricación en Grandes EngranajesLubricación de Rodaje - Rugosidad superficial - Antes y después

• Módulo 25 mm• Rt 6.8 um• Observado con microscopio electrónico

20x


CARACTERIS-TICA

LUBRICANTE

ACEITE BASEESPESANTE

VISCOSIDAD ACEITEBASE

DIN 51757, mm2/segA 40 °C

CARGA DESOLDADURA

APARATO 4 BOLASDIN 51350 T 4 (N)

ENSAYO FZG – DIN51354

A/2,76/50

SISTEMA DELUBRICACIÓN

Grasa adherenteSin solvente

Aceite mineral / Jabón deAluminio – grafito fino

ISO VG 680 > 5000 ESCALON DE CARGA > 12

DESGASTE < 0,2 mg/kwh

SPRAY


Aceite mineral / Jabón deAluminio – grafito fino



SPRAY


Aceite mineral / jabóncomplejo de Aluminio –grafito fino



SPRAY

Grasa fluida Adherente sin

solvente

Aceite mineral / jabóncomplejo de Aluminio –grafito fino



BATEA

Aceite sintéticoAlta adherencia

Y viscosidad

Aceite Sintético PAO +Aceite mineral + Polímero– sin grafito



SPRAY / BATEA

Características de lubricantes de servicio



Cálculo del espesor de película (Lubricación Contínua)Coronas de molinos de simple rotador

• Potencia de entrada P 1550 kW n°de revoluciones piñon / corona 110/ 15,5 min-1

• Torque del piñon 134 kNm Velocidad periférica v 4,538 m/s• Módulo m 25,4 mm n°de dientes piñon / corona 31 / 220• Ancho de Faja b 625 mm ángulo de contacto 20 °• Angulo de hélice 0 ° Distancia entre centros a 3190 mm

• Rugosidad del flanco antes del rodaje: Ra = 4,0 µm Rugosidad del flanco después del rodaje: Ra = 0,4 µm

www.klueber.com

40 °C 60 °C 100 °CGRAFLOSCON C-SG 0 ULTRA 60 680 199,4 40 4,0 2,53 0,63GRAFLOSCON C-SG 0 ULTRA 60 680 202,4 40 0,4 2,55 6,38GRAFLOSCON C-SG 1000 ULTRA 60 1000 255,4 44 4,0 3,01 0,75GRAFLOSCON C-SG 1000 ULTRA 60 1000 259,7 44 0,4 3,04 7,60GRAFLOSCON C-SG 2000 ULTRA 60 2000 544 95 4,0 5,10 1,28GRAFLOSCON C-SG 2000 ULTRA 60 2000 553 95 0,4 5,16 12,90Klüberfluid C-F 3 ULTRA 60 16500 3812 500 4,0 19,9 4,98Klüberfluid C-F 3 ULTRA 60 16500 3877 500 0,4 20,2 50,42Klüberfluid C-F 3 M ULTRA 60 25500 5869 750 4,0 27,0 6,74Klüberfluid C-F 3 M ULTRA 60 25500 5967 750 0,4 27,3 68,20Klüberfluid C-F 4 ULTRA 60 3100 904 165 4,0 7,3 1,82Klüberfluid C-F 4 ULTRA 60 3100 917 165 0,4 7,4 18,38Klüberfluid C-F 5 ULTRA 60 4900 1659 350 4,0 11,1 2,78Klüberfluid C-F 5 ULTRA 60 4900 1680 350 0,4 11,2 28,08Klüberfluid C-F 8 ULTRA 60 8000 2077 320 4,0 13,0 3,26Klüberfluid C-F 8 ULTRA 60 8000 2110 320 0,4 13,2 32,94

Producto:

Temperatura de operación

del flanco[°C]

Ra

[µm] *2

hc

[µm] *3λλλλ

[-] *4

Viscocidad Cinemática - νννν -[mm²/s] *1

1. Debido al diagrama ν-T. Los cálculos fueron hechos en programa de cálculo.

2. Ra es el valor de la rugosidad.

3. hc es el espesor de película a la altura de la circunferencia primitiva.

4. Ra 1 – Rugosidad del Flanco PiñonRa 2 - Rugosidad del Flanco Corona

Lambda < 0.7 � boundary lubrication (no EHD)0.7 < Lambda < 2.0 � mixed friction (partial EHD)

Lambda > 2.0 � total liquid lubrication (full EHD)

( )2

21 RaRahc

+=λ


Contact surface

Direction of sliding speed

Direction of rotation

Driven gear

Direction of rotation

Driving gear

Sliding direction of contact surface

Área de Contacto

Direccion de la velocidad

de deslizamiento

Dirección de rotacion

Corona

Dirección de rotación

Piñón

Dirección de deslizamiento del área de contacto

Only highly viscous liquid lubricants have this deposit re-lubrication effect!


Experiencias de utilización de lubricantes adherentes transparentes


CODELCO CHILE - División el TENIENTEMolienda Convencional


CODELCO CHILE - División el TENIENTEMolienda Convencional - Engrane Ferry Capitain


Otras Aplicaciones - Observación del engrane en movimiento con Lampara estroboscopica.

Minera Cerro Vanguardia

Pais : Argentina

Molineda de Oro

Aplicación : Molino de Bola

Fabricante : Svedala

Tipo engrane : Helicoidal simple

Corona : 292 dientes

Piñón : 21 dientes

Potencia : 2611 Kw

Sistema de lubricación:

Neumático

Cant. Boquillas: 5 sobre Corona

Cant. Lubricante: 70 gr/h

Observación del engrane en movimiento donde se ve la acción del lubricante sobre el flanco

Producto : KLÜBERFLUID C-F 8 ULTRA


Métodos de lubricación


Metodos de lubricación


MANDO SIMPLE PIÑOAN - PESCA PIÑON


LUBRICACION POR PULVERIZACION AUTOMATICA


•Ejemplos de ubicación•Mando Piñón simple:•generalmente recomendado - posiciones 1a, 1b y 1c•Posición 3:•Solo posible si la velocidad tangencial de la corona lo permite

•Mando con doble Piñón:•generalmente recomendado - posiciones 1a, 1b, 1c y 2a, 2b y 2c.•Posición 1 en combinación con posición 3, solo posible si el equipo de lubricación tiene suficiente capacidad.

POSICION CORRECTA DE PULVERIZADORES


CONSUMO De lubricante de rodaje y servicio convencionales


SISTEMA LINCOLN

EQUIPO DE LUBR. POR PULVERIZACION CON BOMBA DE DEPOSITO


POSICION ACONSEJABLE DE UN BOQUILLA DE PULVERIZACION


POSIBLES IMÁGENES CONJUNTAS DE PULVERIZACION SEGÚN EL NUMERO DE BOQUILLAS Y GEOMETRIA DEL “ABANICO” DE PULVERIZACION

IMÁGENES DE PULVERIZACION


IMAGEN DE PULVERIZACION INCORRECTA


Sistemas de lubricaciónFormación de una lubricación de intervalos


Sistemas de lubricaciónEsquema de estados de lubricación


Molino de Crudo Holcim Cumarebo Venezuela

Sistemas de lubricaciónKlubermatic PA


Contenedor - Bomba

Horno Holcim Cumarebo Venezuela


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