Las Necesidades de los OEM Son Connsistentes: •Estabilidad Térmica y a la Oxidación •Fluidez a Baja Temperatura •Compatibilidad con los Componentes •Fricción Alta/Estable •Antivibración •Superior Protección al Desgaste •Desempeño Mejorado Antiespumante
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0526 Lubricación Automotriz y principios de consiabilidad
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Las Necesidades de los OEM Son Connsistentes:
•Estabilidad Térmica y a la Oxidación
•Fluidez a Baja Temperatura
•Compatibilidad con los Componentes
•Fricción Alta/Estable
•Antivibración
•Superior Protección al Desgaste
•Desempeño Mejorado Antiespumante
Objetivo
• El Asistente conocerá los conceptos
básicos de Lubricación, las propiedades
de los lubricantes así como sus
especificaciones.
LUBRICACIÓN
AUTOMOTRIZ
MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA.
Es una máquina impulsada por
combustible el cual al quemarse
dentro del motor produce
energía, esto es, transformar la
energía térmica que se produce al
incendiarse el combustible (gasolina,
diesel, gas) en movimiento.
El trabajo de los pistones en el interior del motor se divide en cuatro tiempos:
1er tiempo, carrera de admisión, se abre la válvula de admisión, el pistón baja y el cilindro se llena de aire y combustible.
2do tiempo, carrera de compresión, se cierra la válvula de admisión, el pistón sube y comprime la mezcla de aire/gasolina.
3er tiempo, carrera de expansión, se enciende la mezcla comprimida y el calor generado por la combustión, expande los gases que empujan al pistón hacia abajo.
4to tiempo, carrera de escape, se abre la válvula de escape, el pistón sube, expulsando los gases quemados.
Motor de 4 tiempos
Hay motores que funcionan con GASOLINA y otros que
funcionan con diesel, su diferencia es únicamente el tipo
de combustible y la forma en que se inicia su
combustión, lo demás es igual a lo que hemos visto.
MOTOR GASOLINA El motor a gasolina utiliza este
combustible para funcionar.
En el interior del motor se
realiza la combustión de la
gasolina mediante unas bujías.
Estas producen una chispa
que incendia el combustible en
el interior de la cámara de
combustión.
MOTOR A DIESEL
El motor a DIESEL utiliza este
combustible para funcionar.
En el interior del motor se
realiza la combustión del diesel
comprimiéndolo de forma muy
violenta hasta que se incendie.
La compresión produce calor
hasta que incendia el
combustible en el interior de la
cámara de combustión.
Estos motores generan
potencia para arrastrar carga.
Compresión
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Fricción y desgate
Son causados por el movimiento relativo entre superficies
• Fricción es perdida de energía
Es disipada en forma de calor
El calor puede causar daños a los componentes
• Desgate es la perdida de material
Cambia la geometría de contacto
Modifica el desempeño del equipo
Introduce oxidación catalítica por el metal.
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FRICCIÓN
SECA.
FLUIDA.
Se define como la fricción
producida por dos cuerpos en
contacto y con movimiento relativo.
Es la fricción generada por un fluido
(lubricante) el cual separa a dos
superficies con movimiento relativo.
Hay dos tipos de Fricción:
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¿Para qué sirve el aceite?
Sirve para lubricar
Película lubricante
El espesor promedio de película: 0.015 mm
El cabello humano es de 0.080 mm
90
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LUBRICANTES
AUTOMOTRICES
Diferentes aplicaciones requieren lubricantes diferentes
El aceite es el camión de la basura, por lo que el cambio de aceite es llevarse la
basura.
Dispersantes
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Dispersantes Vs. Detergentes
Similitudes
-Ambos son surfactantes:
Características polares/ No polares
Diferencias
Sin cenizas Vs metales
Largo de la “cola”
Fuerza de la “cabeza”
Basicidad
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Demulsificante Este aditivo acelera la separación entre agua y aceite (aumenta la
tensión superficial generando gotas grandes) con lo que se evita la
degradación de las propiedades del lubricante. Permite que el
aceite conserve sus propiedades originales al no mezclarse con el
agua.
Propósito:
Aumentar la rapidez de Separación del agua.
Industrial
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Antidesgaste (AW, Antiwear)
Función
Reduce el desgate en las superficies
metálicas.
Este aditivo actúa en zonas donde se
produce calor por fricción, donde forman
nueva película sólida.
Este película produce menos friccion que
la que proteje.
Importante:
La suciedad previene la
adhesión de este aditivo.
Metal (Fe) + ZDDP Sal metálica (muy resistente)
Por reacción química
Industrial
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Agentes de Extrema Presión
Función Formar una película por reacción
química muy tenaz y resistente entre
las superficies en movimiento relativo.
Se activan cuando el contacto entre
metal y metal es inminente y la
temperatura se incrementa
(típicamente entre 90 y 110 °C).
Los hay de tipo sólido insolubles
(químicamente inactivos al metal).
Mecanismo de Acción
Fe + S Sales de Hierro
Fe + P Sales de Hierro
Por reacción química
Nota: A altas temperaturas de operación (superiores a 93°C, algunos
aditivos de azufre y fósforo pueden atacar a las aleaciones de cobre
(bronce, por ejemplo)
Industrial
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Función:
Suprimir o por lo menos disminuir los fenómenos de oxidación del
lubricante.
La oxidación del aceite da lugar a enturbamientos, aumento en la
viscosidad y formación de gomas, lodos y barnices. Esto provoca
fallas ya que obstruye los conductos de lubricación.
Contribuir al espaciamiento del cambio de aceite para un mejor desempeño a altas temperaturas.
Antioxidantes Industrial
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Aditivos para Lubricantes
45
59
ACTUACIÓN DE UN ADITIVO FRENTE A OTRO Y
ANTE EL ACEITE BASE
Debemos recordar que el aceite lubricante:
“Es una mezcla científicamente balanceada”
Al formular la composición de un aceite multi-aditivado, se tiene muy en
cuenta el comportamiento de los distintos aditivos entre sí. Su
compatibilidad es una característica muy importante.
Nunca se debe añadir aditivos a aceite en servicio, con el fin de mejorar
sus propiedades, ya que se altera la formulación del producto.
.
60
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VISCOSIDAD La propiedad física más importante de un lubricante líquido.
Se puede definir como:
Resistencia a fluir (a una temperatura determinada) La medida del rozamiento entre sus moléculas.
Caliente
Menos viscoso
Frío
Más viscoso
La viscosidad se mide en centiStokes (cSt) a 40° y 100°C
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SAE (Sociedad de Ingenieros Automotrices)
Este organismo internacional estandariza las viscosidades de los lubricantes
automotrices para que aquí, en Canadá, en China y donde quiera, las
viscosidades sean iguales.
Hay diferentes organismos que regulan las características de los aceites
automotrices:
El valor que asigna SAE es proporcional a la viscosidad del aceite, entre más
grueso es el aceite más alto el numero y entre más delgado más pequeño el
numero.
Viscosidad
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Grados de Viscosidad - Clasificación
– xxW “grado invierno”
– yy “grado verano”
xxW-yy
grado
invierno
(winter)
Grado verano
(summer)
30
20W - 50
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Multigrado
SAE 5W30
SAE 10W30
SAE 15W40
SAE 20W50
SAE 25W50
SAE 20W60
Monogrado
SAE 30
SAE 40
SAE 50
SAE 60
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Visco
sidad
Temperatura
SAE 50
SAE 20W-50
-30°C 100°C
20W
15W
10W
5W
OW
Grados SAE de invierno
20
30
40
50
Grados SAE de verano
Comportamiento de un grado SAE 20W
Comportamiento de un grado SAE 50
Comportamiento de un grado SAE 20W-50
-15°C
120
¿Por qué los Multigrados son mejores
que los Monogrados?
0°C
66
0W-20
0W-30
0W-40
5W-20
5W-30
5W-40
5W-50
15W-40
15W-50
20W-40
20W-50 10W-50
10W-40
10W-30
10W-60
-35°C -30°C -25°C -20°C -15°C Arranque en frío
Vis
co
sid
ad
Cin
em
áti
ca @
100
°C,
cS
t
5.6
<9.3
9.3
<12.5
12.5
<16.3
16.3
<21.9
21.9
<26.1
30
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Existen escalas para medir la viscosidad de un fluido, la más usadas es:
Organización Internacional para la Estandarización
Este organismo es quien clasifica los aceites según su grado de viscosidad. En esta clasificación los números bajos indican baja viscosidad o aceites “delgados”, y los números altos lo opuesto.
La viscosidad se tiene como referencia a 40°C
Viscosidad Industrial
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Viscosidad
ISO 32
ISO 46
ISO 68
ISO 100
ISO 150
ISO 220
La variación máxima para cada grado es del 10%
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Clasificación de Viscosidad ISO
(Aceites Industriales) Límites cSt a 40 ºC
Grado ISO Punto Medio cSt a 40
ºC Mínimo Máximo
2 2,20 1,98 2,42
3 3,20 2,88 3,52
5 4,60 4,14 5,06
7 6,80 6,12 7,48
10 10,0 9,0 11,0
15 15,0 13,5 16,5
22 22,0 19,8 24,2
32 32,0 28,8 35,2
46 46,0 41,4 50,6
68 68,0 61,2 74,8
100 100 90,0 110
150 150 135 165
220 220 198 242
320 320 288 352
460 460 414 506
680 680 612 748
1000 1000 900 1100
1500 1500 1350 1650
Industrial
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AGMA
• La American Gear Manufacturers Association o
AGMA es la autoridad responsable de la difusión de los
conocimientos relativos al diseño y análisis de
engranaje.
• Los métodos que presenta AGMA son de uso universal
en que la fuerza y la durabilidad de los artes son las
consideraciones principales. Su lema es "impulsada por
la tecnología, globalmente conectada."
Industrial
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COMPARATIVO (EP)
Viscosidad AGMA
ISO 32 ---
ISO 46 1
ISO 68 2
ISO 100 3
ISO 150 4
ISO 220 5
ISO 320 6
ISO 460 7
ISO 680 8
Industrial
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API (Instituto Americano del Petróleo)
Este organismo regula la calidad de servicio de un aceite, es decir,
define el tipo de servicio para el que son aptos.
American Society for Testing Materials,
Este organismo establece métodos de prueba ASTM para establecer
sus especificaciones de las demás organizaciones (SAE, AGMA,
ISO)
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Las clasificaciones de API (Instituto Americano del Petróleo) son un conjunto de
dos letras:
Para los motores a Gasolina se utiliza primero la letra “S” (Spark Plug) y
después se utilizan las letras del alfabeto, comenzando con la letra “A”, entre
mayor sea la letra, mayor es la calidad del aceite. Ejemplo SA, SB, SC, etc.
Para los motores a Diesel se utiliza primero la letra “C” que proviene de
Compresion Chamber, cámara de compresión en ingles que es la diferencia de
un motor a diesel y después se utiliza las letras del alfabeto comenzando con la
letra “A” Ejemplo CA, CB, CD, etc.
CERTIFICACIÓN API (Licencias de Productos)
Niveles de Calidad (automotriz)
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ESPECIFICACIÓN AÑO
CA Antes de 1950
CB 1950-1952
CC 1952-1954
CD/CD-II 1955-1987
CE 1987-1992
CF/CF-2 1992-1994
CF-4 1992-1994
CG-4 1995-2000
CH-4 2001-2002
CI-4/CI-4+ 2002-2006
CJ-4 2007
DIESEL
ESPECIFICACIÓN AÑO
SA Antes de 1950
SB 1950-1960
SC 1960-1964
SD 1965-1970
SE 1971-1980
SF 1981-1987
SG 1988-1992
SH 1993-1996
SJ 1997-2000
SL 2001-2004
SM 2005-2010
SN 2011
GASOLINA
Obsoletas
CERTIFICACIÓN API (Licencias de Productos)
La clasificación API de los aceites ha ido avanzando junto con los motores.
Niveles de Calidad
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El “Starburst” API/ILSAC
• Es el símbolo para los requerimientos para protección y economía de combustible (GF-5)
• Creado por ILSAC y API para identificar los aceites de Motor a gasolina (PCMOs, por sus siglas en inglés) y que cumple las últimas especificaciones de desempeño
• DEBE estar al frente del envase.
• Licencia Voluntaria.
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Certificación del producto
Las empresas solicitan a API la certificación de sus productos, los
cuales deben cumplir con una serie de requisitos técnicos que API
evalúa. En caso de cumplir con ellos, se obtiene una licencia que
permite además, mostrar en los envases el símbolo de la dona con la
clasificación solicitada.
Lubricación Industrial
Principios de Confiabilidad
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Entorno Actual de Negocios
China para el 2012 tendrá en el mayor PIB a nivel mundial.
Nuevos Retos: Optimizar al máximo la productividad y competitividad.
Primer principio: La confiabilidad de maquinaria es directamente proporcional a
La lubricación de clase mundial (Nuevos Lubricantes, nuevas tecnologías y
nuevos paradigmas
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Película lubricante
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• Baja mecanización
• Baja importancia para prevenir fallas
• Maquinas sencillas y robustas
• El equipo fallaba y después se reparaba
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• La guerra, detonador de la productividad
• Maquinas mas complejas y de mayor mecanización
• Nace el mantenimiento preventivo
• Actividades de planeación
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• Mecanización y automatización
• La confiabilidad de los equipos es cada vez mas importante
• Factores de presión del entorno crecientes:
-Salud
-Seguridad
-Calidad
- Medio ambiente
- Vida de los activos
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Reactivo Planeado Confiabilidad
Intrínseca Repara
después de
falla.
Reparado
antes de que
falle No repararlo!
Eliminar las fallas de
raíz!
La eliminación de lo que causa la falla
- Co$to
- Tiempo Extra
- Falla$
- Planeado
- Programado
- Coordinado
- Predictivo
- Proactivo
-Eliminación de
defectos
-Diseño a la defensiva
de la maquinaria
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Tiempo de paro
programado
Tiempo de paro
NO programado
Producto Fuera
de especificación
Producción Neta
Perdidas por Proceso
Mejor Tasa de Producción
comprobada
Objetivo de producción
Promedio de Producción
PLANTA
OCULTA
100% A DÓNDE VA
CAPACIDAD DE
PRODUCCIÓN
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El principio de Pareto – La regla 80:20
del mantenimiento
20% de las causas de falla son responsables del 80% de la
ocurrencia de fallas.
20% de las maquinas provocan el 80% del tiempo muerto
20% de la gente realiza al 80% del trabajo.
Co
nta
min
ac
ión
po
r p
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ícu
las
Co
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o
Desalin
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n
Alt
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em
p.
Otr
os
Desb
ala
nceo
Efe
cto
To
tal
Modo de falla / mecanismo
Concentrar recursos
Aquí No Aquí
Pocos pero
Críticos
Muchos
y
Poco impacto
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Perdida de Utilidad
Obsolencia
(15%)
Accidentes
(15%)
Degradación de la
Superficie
(70%)
Corrosión
(20%) Desgaste Mecánico
(50%)
Abrasión Fatiga Adhesión
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Repetición del
problema
-Limpieza
-Seco
-Fresco
Eliminación
del problema
-Reparar
-Reemplazar
-Reconstruir
-Remover
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“Si, lubricar es importante y es algo que se debe hacerse”
Preconcepto
Realidad
¿Quién es el personal dentro de la organización que se encarga de la lubricación?
¿Es personal altamente entrenado?
¿Es personal bien remunerado?
¿Es personal certificado?
¿Existen procedimientos de lubricación en la organización o solo son OT´S?
Los activos ( y su funcionamiento deficiente) pueden valer millones de
dólares para la organización, sin embargo:
¿Quiénes y como los están lubricando?
Paradoja
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Y cuando se ha evitado la fricción surgen otros enemigos :
Partículas Sólidas
… provoca herrumbre, oxida al aceite y agota los aditivos
Que al moverse entre las superficies hacen que el metal se rompa
y destruyan la maquinaria y los equipos
Partículas Sólidas
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Partículas sólidas del tamaño de la película del lubricante
Al moverse las superficies, las partículas sólidas hacen que el metal se rompa
… las cuales destruyen el equipo.
Espesor de
0.5 a 20
micrones
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• Los lubricantes (grasas o aceites) son una mezcla de varias y diversas sustancias químicas: SI se mezclan pueden ocurrir reacciones químicas diversas.
• La mezcla de lubricantes sin estudio de compatibilidad
es como jugar a la ruleta rusa
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¿Usted permitiría para una transfusión cualquier tipo de sangre?
• Los resultados pueden ser altamente costosos
• Caso de mezcla de lubricantes incompatibles:
Perdidas por 0.5 millones de dólares
Los lubricantes están formulados para una aplicación especifica, su combinación
Puede terminar en el desgaste prematuro del equipo.
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Intentar ahorrar dinero comprando lubricantes
Formulados económicamente para la aplicación
errónea
Intentar remediar malas practicas de lubricación
comprando lubricantes costosos premium.
Buenos lubricantes y buena lubricación son conceptos mutuamente exclusivos,
pero trabajan al unísono. Su producto es la confiabilidad al menor costo.