• Author / Uploaded
• EdwardyY

Citation preview

Lubricación en Maquinas-Herramientas Definición Se llama lubricante a toda sustancia sólida, semisólida o líquida, de origen animal, mineral o sintético que, puesto entre dos piezas con movimiento entre ellas, reduce el rozamiento y facilita el movimiento. Funciones Los lubricantes, según sus características, pueden cumplir otras misiones: a. Mantener limpio el circuito de lubricación: En el caso de los lubricantes líquidos estos arrastran y diluyen la suciedad, depositándola en el filtro. b. Contribuir a la refrigeración de las piezas: En muchos sistemas, de

hecho, el lubricante es además el agente refrigerante del circuito.

c. Proteger de la corrosión: El lubricante crea una película sobre las piezas

metálicas, lo que las aísla del aire y el agua, reduciendo la posibilidad de corrosión. La Teoría De La Lubricación. La lubricación es básica y necesaria para la operación de casi todas las maquinarias. Sin lubricación, casi todas las maquinarias no funcionan, o si funcionan lo hacen por poco tiempo antes de arruinarse. Varios estudios hechos en EEUU concluyeron que si la tecnología actual de lubricación fuera accesible a toda la población, se mejoraría el producto bruto interno un 7%. La industria de lubricantes constantemente mejora y cambia sus productos a medida que los requerimientos de las maquinarias nuevas cambian y nuevos procesos químicos y de destilación son descubiertos. Un conocimiento básico de la tecnología de lubricación te ayudará a elegir los mejores lubricantes para cada necesidad. Propiedades de los lubricantes Los lubricantes están definidos por una serie de características, algunas de las cuales se utilizan para clasificar los aceites o grasas. Dada la naturaleza de los distintos tipos de lubricantes no todas las características son aplicables a todos ellos. Propiedades físicas de los lubricantes Color o fluorescencia El procedimiento para determinar el color de un aceite es el ASTM-D-1500 en el que se compara el color del aceite con una serie de vidrios patrón de distintos colores, ordenados en sentido creciente de 0 a 8. Pero para aceites muy claros, tales como los aceites aislantes, aceites blancos técnicos, etc. la escala ASTM no puede establecer diferencias y es preciso usar otros métodos.

Densidad

La densidad es la relación entre el peso de un volumen dado de aceite y un volumen igual de agua. La densidad está relacionada con la naturaleza del crudo de origen y el grado de refino. La gravedad específica se define como la relación entre un cierto volumen de producto y el mismo volumen de agua destilada a 4ºC.

La densidad es la razón entre el peso de un volumen de aceite y el peso de un volumen igual de agua. Esta característica tiene cierta importancia en el campo comercial ya que permite convertir el volumen en peso, e indicativa del tipo de crudo del que procede el aceite. Viscosidad La viscosidad se define como la resistencia de un líquido a fluir. Esta resistencia es provocada por las fuerzas de atracción entre las moléculas del líquido. El esfuerzo necesario para hacer fluir el líquido (esfuerzo de desplazamiento) estará en función de esta resistencia. Los fluidos con alta viscosidad ofrecen cierta resistencia a fluir, mientras que los poco viscosos lo hacen con facilidad. La viscosidad se ve afectada por las condiciones ambientales, especialmente por la temperatura y la presión, y por la presencia de aditivos modificadores de la misma, que varían la composición y estructura del aceite. La viscosidad tiene que ver con la facilidad para ponerse en marcha de las máquinas, particularmente cuando operan en temperaturas bajas. El funcionamiento óptimo de una máquina depende en buena medida del uso del aceite con la viscosidad adecuada para la temperatura ambiente. Además es uno de los factures que afecta a la formación de la capa de lubricación. Factores que afectan a la viscosidad Aunque en la mayor parte de los casos sería deseable que la viscosidad de un lubricante permaneciese constante, ésta se ve afectada por las condiciones

ambientales, como ya hemos dicho. Para evitarlo se usan aditivos, llamados mejoradores del índice de viscosidad. Efecto de la temperatura En termodinámica la temperatura y la cantidad de movimiento de las moléculas se consideran equivalentes. Cuando aumenta la temperatura de cualquier sustancia (especialmente en líquidos y gases) sus moléculas adquieren mayor movilidad y su cohesión disminuye, al igual que disminuye la acción de las fuerzas intermoleculares. Por ello, la viscosidad varía con la temperatura, aumentando cuando baja la temperatura y disminuyendo cuando se incrementa. Efecto de la velocidad de corte No todos los fluidos responden igual a variación de la velocidad de corte. Debido a su naturaleza, la mayoría de los fluidos no varían su viscosidad al variar la velocidad de corte. Son los llamados fluidos newtonianos. En estos, el grado de desplazamiento de las capas de líquido es proporcional a la fuerza que se aplica Ejemplo de ello son los aceites monogrado. Efecto de las sustancias extrañas Durante su utilización, el lubricante ve expuesto a sustancias extrañas, que, antes o después, acaban afectándole, modificando sus características. Al contrario que la temperatura o la velocidad de corte, esta modificación será permanente y progresiva. La viscosidad de un lubricante puede disminuir a causa de: • Base de baja calidad. •

Disolución por otra sustancia.

Y puede aumentar debido a: • Base de baja calidad. •

Pocos aditivos

•

Acumulación de contaminantes

•

Oxidación. Los factores anteriores pueden combinar su acción, de manera que incluso lleguen a anularse. Es decir, un lubricante puede perder viscosidad debido a una base de baja calidad, y recuperarla por acumulación de suciedad. De cualquier forma, esto implica una degradación del lubricante, si bien es más preocupante una pérdida de viscosidad que un incremento.

Aceitosidad o lubricidad Se conoce con estos nombres a la capacidad de un lubricante de formar una película de un cierto espesor sobre una superficie. Esta propiedad está relacionada con la viscosidad; a mayor viscosidad, mayor lubricidad. En la

actualidad suelen usarse aditivos para aumentar la lubricidad sin necesidad de aumentar la viscosidad. Formación de espuma La espuma es una aglomeración de burbujas de aire u otro gas, separados por una fina capa de líquido que persiste en la superficie. Suele formarse por agitación violenta del líquido. La tendencia a la formación de espuma y la persistencia de esta se determina insuflando aire seco en aceite. El volumen de espuma obtenido durante el ensayo determina la tendencia a la formación de espuma del aceite. Al cabo de un tiempo de reposo se vuelve a medir el volumen, y así se determina la estabilidad de la espuma. La espuma provoca problemas en los sistemas hidráulicos y de lubricación: • derrames en depósitos •

oxidación prematura del aceite

•

disminución de la capacidad refrigerante del aceite

•

disminución de la capacidad de disolución del aceite

•

flotación de pequeñas partículas de lodo presentes en el aceite La estabilidad de la espuma se ve favorecida por el aumento de la viscosidad del aceite, la presencia de compuestos polares en el mismo. Por el contrario, la temperatura elevada del aceite y la presencia de aditivos antiespumantes en el aceite reducen la tendencia a la formación de espuma.

Emulsibilidad La Emulsibilidad es la capacidad de un líquido no soluble en agua para formar una emulsión. Se llama emulsión a una mezcla íntima de agua y aceite. Puede ser de agua en aceite (siendo el agua la fase discontinua) o de aceite en agua (donde el agua es la fase continua). Se considera que una emulsión es estable si persiste al cesar la acción que la originó y al cabo de un tiempo de reposo. Los factores que favorecen la estabilidad de las emulsiones son: • viscosidad del aceite muy alta •

tensión superficial del aceite baja

•

pequeña diferencia de densidad entre los dos líquidos

•

Presencia de contaminantes. La presencia de agua en el aceite es siempre perjudicial para la lubricación, ya que, entre otras cosas, puede disolver ciertos aditivos, restando eficacia al aceite. Por lo tanto, siempre es deseable que los aceites formen emulsiones inestables, o separen el agua por decantación. Esto es especialmente deseable en el caso de la maquinaria expuesta a la intemperie. Sin embargo, en algunos casos, como los aceites de corte o los marinos para maquinaria de cubierta, lo deseable es que la emulsiones sean estables. Demulsibilidad

Se llama así a la capacidad de un líquido no soluble en agua para separarse de la misma cuando está formando una emulsión. La oxidación del aceite y la presencia de contaminantes afectan negativamente a la demulsibilidad del aceite. La adecuada eliminación del agua facilita en muchos casos la lubricación, reduciendo el desgaste de piezas y la posibilidad de corrosión. Esta propiedad es muy importante en los aceites hidráulicos, para lubricación de maquinaria industrial, de turbina y para engranajes que transmiten grandes esfuerzos. En los aceites de automoción no lo es tanto, debido a la capacidad dispersante y detergente de los mismos. Tipos de Lubricantes Aceites Minerales: Los aceites minerales proceden del Petróleo, y son elaborados del mismo después de múltiples procesos en sus plantas de producción, en las Refinarías. El petróleo bruto tiene diferentes componentes que lo hace indicado para distintos tipos de producto final, siendo el más adecuado para obtener Aceites el Crudo Parafínico. Aceites Sintéticos: Los Aceites Sintéticos no tienen su origen directo del Crudo o petróleo, sino que son creados de Sub-productos petrolíferos combinados en procesos de laboratorio. Al ser más larga y compleja su elaboración, resultan más caros que los aceites minerales. Dentro de los aceites Sintéticos, estos se pueden clasificar en: • Oligomeros olefinicos •

Esteres organico

•

Poliglicoles

•

Fosfato esteres Clasificación de los lubricantes Los aceites y lubricantes se clasifican de acuerdo al nivel de servicio (*API) y al grado de viscosidad (**SAE). API (American Petroleum Institute) – Instituto Americano del Petróleo El API clasifica los aceites para motores a gasolina con la letra S (servicio) y una segunda letra que indica el nivel de desempeño del aceite referida al modelo o año de fabricación de los vehículos, como lo son: SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG, SH, SJ. Con la letra C (comercial) los aceites para motores diesel y una segunda letra que se refiere al año, al tipo de operación y al diseño, como lo son: CA, CB, CC, CD, CD-II, CE, CF, CF-2, CF-4, CG-4. Las letras GL que son para aceites de transmisión y diferenciales como: GL-1, GL-2, GL-3 , GL-4 , GL-5. Fluidos de corte Para mejorar las condiciones durante el proceso de maquinado, se utiliza un fluido que baña el área en donde se está efectuando el corte. Los objetivos principales de éste fluido son:

a) Ayudar a la disipación del calor generado. b) Lubricar los elementos que intervienen, en el corte para evitar la pérdida la herramienta. c) Reducir la energía necesaria para efectuar el corte d) Proteger a la pieza contra la oxidación, y la corrosión. e) Arrastrar las partículas del material (medio de limpieza). f) Mejorar el acabado superficial. Las propiedades esenciales que los líquidos de corte deben poseer son los siguientes: 1. Poder refrigerante: Para ser bueno el líquido debe poseer una baja viscosidad, la capacidad de bañar bien el metal (para obtener el máximo contacto térmico); un alto calor específico y una elevada conductibilidad térmica. 2. Poder lubrificante. Tiene la función de reducir el coeficiente de rozamiento en una medida tal que permita el fácil deslizamiento de la viruta sobre la cara anterior de la herramienta. Dentro de los fluidos de corte más utilizados se citan los siguientes: 1. Aceites minerales: A esta categoría pertenecen el petróleo y otros productos obtenidos de su destilación; en general, estos aceites tienen un buen poder refrigerante, pero son poco lubrificantes y poco anti-soldantes. Se emplean para el maquinado de las aleaciones ligeras y algunas veces por las operaciones de rectificado. Tienen la ventaja de no oxidarse fácilmente. 2. Aceites vegetales: A éstos pertenecen el aceite de colza y otros obtenidos de plantas o semillas; tienen buen poder lubricante y también refrigerante, además de tener un escaso poder anti-soldante. Se oxidan con facilidad por ser inestables. 3. Aceites mixtos: Son las mezclas de aceites vegetales y minerales; los primeros entran en la proporción de 10% a 30%, Tiene un buen poder lubrificante y refrigerante. Son más económicos que los vegetales. 5. Aceites al bisulfuro de molibdeno: Ofrecen como característica la lubricación a elevadas presiones y la de facilitar el deslizamiento, de la viruta sobre la cara de la herramienta; no son adecuados para el maquinado de metales no ferrosos, ya que originan corrosiones en la superficie de las piezas trabajadas, No obstante, existen los aceites llamados" inactivos" obtenidos con mezclas, de bisulfuro de molibdeno y aceites vegetales o animales. 6. Aceites emulsionables: Se obtienen mezclando el aceite mineral con agua en las siguientes proporciones: a) De 3 a 8% para emulsiones diluidas. Tienen un escaso poder lubrificante; se emplean para trabajos ligeros. b) De 8 a 150/0 para emulsione medias. Poseen un discreto poder lubrificante; se -emplean para el maquillado de metales de mediana dureza con velocidades medianamente elevadas. c) De 15 a 30% para emulsiones densas. Presentan un buen poder lubrificante; son adecuados para trabajar los metales duros de la elevada

tenacidad. Protegen eficazmente contra las oxidaciones las superficies de las piezas maquinadas. Elección del fluido de corte Esta elección se basa en criterios que depender de los siguientes factores: a) Del material de la pieza en fabricar. Para las aleaciones ligeras se utiliza petróleo; para la fundición, en seco. Para el latón, bronce y cobre, el trabajo se realiza en seco o con cualquier tipo de aceite que esté exento de azufre; para el níquel y sus aleaciones se emplean las emulsiones. Para los aceros al carbono se emplea cualquier aceite; para los aceros inoxidables auténticos emplean los lubrificadores al bisulfuro de molibdeno. b) Del material que constituye la herramienta. Para los aceros al carbono dado que interesa esencialmente el enfriamiento, se emplean las emulsiones; para los aceros rápidos se orienta la elección de acuerdo con el material a trabajar. Para las aleaciones duras, se trabaja en seco o se emplean las emulsiones. c) Según el método de trabajo. Para los tornos automáticos se usan los aceites puros exentos de sustancias nocivas, dado que el operario se impregna las manos durante la puesta a punto de la máquina; para las operaciones de rectificado se emplean las emulsiones. Para el taladrado se utilizan los 'afeites puros de baja viscosidad; para el fresado se emplean las emulsiones y para el brochado los aceites para altas presiones de corte o emulsiones. Sistema de lubricación centralizada El principio de funcionamiento consiste en utilizar una bomba para repartir grasa o aceite desde un depósito central hacia los puntos de lubricación de forma completamente automática. Este sistema aporta perfectamente las cantidades de grasa o aceite especificadas por los fabricantes de maquinaria. Todos los puntos de lubricación alcanzados reciben el suministro óptimo de lubricante, reduciendo el desgaste. Como consecuencia se incrementa considerablemente la vida de servicio de los elementos de la máquina y a su vez se reduce el consumo de lubricante.

Sistema de línea simple Aplicaciones Máquina herramienta, maquinaria de impresión, industria textil, maquinaria de embalaje, etc. Principio Los sistemas de lubricación centralizada por línea simple están diseñados para alimentar los puntos de lubricación de la máquina con cantidades relativamente pequeñas de lubricante conforme a las necesidades de los puntos, ya que nos permiten lubricar intermitentemente, aportando una cantidad definida cada vez que se realiza un ciclo. Los dosificadores intercambiables de los distribuidores con distinto caudal nos permiten también repartir el lubricante exacto en cada pulso o ciclo de trabajo de la bomba. El rango medido varía desde 0,01 a 1,5 cm³ por ciclo y punto de lubricación. Los sistemas de línea simple pueden ser utilizados tanto para aceite como para grasa fluida (NLGI grados 000, 00). Componentes • Bomba (bomba de pistón o bomba de engranaje). •

Distribuidores volumétricos.

•

Dosificadores.

• •

Control y unidad de monitorización dependiendo de la configuración del sistema. Ventajas

•

Planificación simple del sistema.

•

Sistema modular.

•

Fácilmente ampliable.

Sistema de línea doble Aplicaciones Los sistemas de línea doble se usan para lubricar máquinas e instalaciones con un gran número de puntos de lubricación, largas distancias y condiciones adversas de funcionamiento. Plantas de generación (turbinas, ventiladores), acerías, fundiciones, trenes de laminado, hornos continuos, minería (roto palas), cintas de transporte, plantas de azúcar (molinos y secadores), industria de la alimentación (líneas envasadoras), industria química, petroquímica, fábricas de cemento, canteras, etc. Principio Este sistema de lubricación centralizada, está basado en 2 líneas principales, que son presurizadas y despresurizadas alternativamente. Está diseñado para aceite ISO VG con una viscosidad mayor de 50 mm² también para grasa de hasta grado NLGI 3. Estos sistemas pueden diseñarse para circuitos abiertos en operaciones intermitentes. Componentes • Bomba neumática o eléctrica con depósito o sobre barril. •

Válvula inversora.

•

Unidad de control.

•

Distribuidores de línea doble.

•

Preostatos y dos líneas principales, así como de todos los racores y material necesario para su instalación. Ventajas • Elevada seguridad de trabajo gracias a la medida de la diferencia de presión al final de las líneas, así como fácil supervisión. •

Facilidad de cambio en la aportación de grasa a cada uno de los puntos por el uso de distribuidores de línea doble.

•

Tamaño del sistema, con posibilidad de más de 1000 puntos de lubricación dentro de un rango de 100 m (longitud de línea efectiva) alrededor de la bomba.

•

Seguridad de operación en los puntos de lubricación gracias a que la presión máxima del sistema es de 400 bars. Sistema progresivo Aplicaciones Máquinas de impresión, maquinaria de construcción, maquinaria industrial, prensas, plantas embotelladoras, instalaciones de energía eólica, etc. Principio Estos sistemas reparten aceite o grasa de hasta grado NLGI 2 en operaciones intermitentes, con posibilidad de instalar supervisión central. El lubricante impulsado por la bomba es conducido hacia los distribuidores progresivos, que dividen la cantidad de lubricante según la dimensión de la recámara del pistón y en funciónde la cantidad de salidas de cada distribuidor. Se pueden realizar modificaciones de caudal dependiendo de los puntos de engrase intercambiando las secciones de cada distribuidor. Componentes

•

Bomba.

•

Distribuidores progresivos y sistemas de control, así como racores y material auxiliar para el montaje. Las bombas empleadas pueden ser bombas de pistón, operadas neumática o manualmente, o bien bombas eléctricas. Ventajas • Sistema versátil de amplia implantación en muy diversos sectores de operación (continuo / intermitente) y adecuación a diferentes lubricantes. •

Monitorización centralizada del funcionamiento de todos los distribuidores a un bajo coste.

Sistema de circulación de aceite Aplicaciones Grandes prensas, máquinas para la industria papelera, máquinas de impresión, etc. Principio Utilizado en máquinas o instalaciones que precisen grandes cantidades de aceite para la lubricación e intercambio de calor, necesitando en muchas ocasiones un flujo constante de lubricante. Componentes • Bombas de tornillo o engranajes. •

Limitadores de flujo.

•

Caudalímetros.

•

Divisores de caudal y / o distribuidores progresivos. Ventajas • Ajuste individual del caudal volumétrico. •

Control en tiempo real y medida del caudal independiente de la viscosidad.

•

Diseño modular y facilidad de combinación.

•

Fácil mantenimiento.

•

Fácil monitorización.

Sistema de lubricación por aire comprimido Aplicaciones Herramientas neumáticas, cilindros y actuadores, herramientas de corte, unidades de avance, cojinetes, rodamientos, electrodos para soldadura. Otros posibles usos son la lubricación por pulverización sobre el punto o con cepillos: • Pulverización con aire (ensamblaje de herramientas). •

•

Engrase de pequeñas partes (líneas de producción). Lubricación de cadenas. Principio Los inyectores de aceite y las microbombas miden y reparten el lubricante. La mezcla del aceite con el aire se realiza en el momento de inicio de la circulación del flujo. La cantidad de aceite se ajusta con el casquillo dosificador del inyector. La microbomba puede usarse para una gran cantidad de sistemas de lubricación.

Componentes • Inyectores de aceite. •

Depósito. Cuando el sistema requiere pocos puntos de lubricación, es posible combinar varias cabezas inyectoras con un depósito de lubricante central. Ventajas • Cantidad óptima para cada punto de lubricación independientemente de la longitud de línea y sección. •

Suministro de lubricante desde un depósito central, incluso a través de una línea con aceite a presión en el caso de cabezas inyectoras.

•

Los elementos de regulación pueden actuar individualmente o por grupos.

•

Rápidas cadencias de pulsos.

•

Medidas reducidas.

•

Ecológico: No hay aceite en el aire extraído.

Sistema Mql Interno Aplicaciones Tornos, fresas, mandrinadoras, taladros, centros de mecanizado de alta velocidad y precisión, sierras y trazadoras, etc. Principio Con este sistema se produce un aerosol en el depósito del equipo y se alimenta a través del husillo de la herramienta. El aceite suministrado se evapora sin dejar residuo cuando se alcanza el punto óptimo de operación. La lubricación por cantidades mínimas es la alternativa limpia al mecanizado húmedo tradicional y el camino ideal para ofrecer mecanizado en seco. En lugar de los lubricantes acuosos de refrigeración convencionales (emulsiones, soluciones) se utilizan biolubricantes sin base acuosa. Se puede estudiar la optimización de procesos especiales de mecanizado con la ayuda de aditivos. Ventajas • No se requieren lubricantes refrigerantes. •

Se pueden eliminar todos los componentes de la máquina herramienta relacionados con las taladrinas (filtros, sistemas de bombeo, etc.).

•

Sin costes añadidos para la limpieza de las virutas y lubricantes refrigerantes.

•

No hay necesidad de limpiar las piezas mecanizadas.

•

Mejora de productividad Importante reducción del tiempo de operación (30 a 50 %).

•

Mayor eficacia de corte.

•

Puede aumentar la vida de la herramienta hasta un 300%.

•

Control más fiable de los procesos de producción.

•

Explotación de las ventajas tecnológicas Soluciones para los fabricantes de máquina herramienta y fácil retrofit.

•

Posibilidad de uso paralelo de mecanizado húmedo y en seco.

•

No se requieren cambios en el diseño de los husillos.

•

Mejor acabado superficial de las piezas.

Sistema Mql Externo Aplicaciones Herramientas de corte y conformado. Principio Con la lubricación externa por cantidades mínimas se atomiza cantidades exactas de lubricante junto con aire comprimido. Esto produce micropartículas que las cuales son transportadas a los puntos de fricción a través de un chorro de aire a presión. El lubricante bajo presión y el aire comprimido se transporta hasta la tobera pulverizadora a través de tuberías coaxiales de manera continua y por separado. La generación de las micropartículas tiene lugar en la salida de la tobera. El lubricante se pulveriza y entra como partículas extremadamente finas con el caudal del aire comprimido. Este aire a presión transporta estas micropartículas hasta el punto de fricción con precisión y exactitud. La regulación de las cantidades requeridas de lubricante y aire pulverizado, así como el ajuste de la presión dentro del depósito de lubricante se hacen manualmente con la ayuda de válvulas de control. Componentes • Componentes de aceite. •

Componentes de aire y toberas de pulverización. Esos componentes se pueden instalar por separado o en carcasas previamente preparadas Ventajas • La adaptación de máquinas herramientas convencionales es económica. •

Sin goteos en la tobera tras la aplicación.

•

Se pueden alcanzar grandes distancias de pulverización (hasta 300 mm).

•

Sin creación de nieblas de aceite. PRINCIPIOS DE LUBRICACIÓN Friccion Se conoce como friccion a la fuerza que se opone al movimiento relativo entre dos superficies. Esta fuerza es la que permite nuestra subsistencia en el planeta ya que nos permite caminar y nos permite diseñar maquinas que rueden, frenen, se mantengan fijas en un sitio, etc. Existen 2 tipos de friccion: estatica y dinámica siendo la estatica mayor que la dinámica la diferencia entre ambas radica en el movimiento, por ejemplo : a) La friccion que mantiene a una mesa en su sitio, y la que permite la rodadura de los neumáticos de un vehículo es la estatica. b) La friccion dinámica se presenta entre 2 superficies en movimiento relativo su magnitud depende de los factores siguientes: Naturaleza de las superficies: El coeficiente de friccion es diferente para cada material. Acabado de las superficies: Mientras mas rugosas sean las superficies, mayor es la fuerza de friccion. Carga: La fuerza de friccion es directamente proporcional a la carga y no depende del área de las superficies en movimiento relativo. Consecuencias de la friccion

La friccion que ocurre entre 2 superficies que están en movimiento relativo genera desgaste por las asperezas que entran en contacto y a su vez producen un incremento considerable en la temperatura .El desgaste producido se refleja como pequeñas partículas metálicas desprendidas que a su vez generan un desgaste mayor, modificando las tolerancias de los elementos de la maquina. Lo anterior se traduce en ruido, deterioro de los equipos, gastos de mantenimiento y reducción en la producción Lubricacion Para reducir los efectos de la friccion, se separan las superficies incorporando entre ellas sustancias que la minimizan, denominadas lubricantes. Las funciones principales de los lubricantes se resumen en: a. Separar las superficies (función principal) b. Reducir el desgaste c. Refrigerar o retirar el calor d. Mantener en suspensión a las partículas contaminantes e. Proteger contra la herrumbre y la corrosión Tipos de lubricantes Para mantener las superficies separadas se utilizan gases, liquidos, semisólidos o sólidos. Gases Cuando se inyectan a presión, se utilizan para lubricar elementos que requieren de movimientos muy precisos como ejemplo: En los soportes que permiten el movimiento de rotación de los grandes telescopios. Cuando colocamos una gota de agua sobre una superficie muy caliente, observamos como esta se desplaza con mucha facilidad como si estuviera flotando. Lo que ocurre en este caso es que la parte inferior de la gota que esta en contacto con la superficie se evapora, por lo que la gota no entra en contacto con esta y “flota” sobre un colchón de vapor. Liquidos Los líquidos son el tipo de lubricante de uso mas común, por sus características físicas .Por ser fluidos ,permiten ser manipulados y transportados con facilidad al lugar donde deben cumplir su función .además son excelentes para transportar y disipar el calor generado durante la operación de los equipos y recubren uniformemente las superficies ,lo que brinda protección contra la corrosión y la herrumbre a la vez que pueden ser filtrados para retirar las partículas contaminantes( ingresadas al sistema o generadas por el desgaste) que mantienen en suspensión. Semisolidos o sólidos Bajo condiciones extremas de temperatura o carga, que los líquidos no resisten, se utilizan sólidos de bajo coeficiente de friccion para minimizar el contacto entre las superficies y por lo tanto el desgaste. Entre los sólidos lubricantes se pueden mencionar: el grafito, el desulfuro de molibdeno, la mica, algunos polímeros y en algunos casos extremos ciertos tipos de silicatos .Estos últimos son utilizados en algunas aplicaciones de metalmecánica donde las temperaturas exuden la de fusión del vidrio convirtiéndolo en un lubricante liquido Ej. : laminación en caliente de metales ferrosos)

Factores que afectan la lubricación Existen una serie de variables operacionales que modifican el espesor de la película lubricante. Si no se controlan adecuadamente, se puede correr el peligro de una reducción del espesor de la separación con el consecuente contacto metal-metal y el desgaste prematuro del equipo. Estas variables son: Carga Un incremento en la carga tiende a obligar al aceite a “salirse” de entre las dos superficies acercándolas cada vez más. Este efecto se puede evitar incorporando entre ambas superficies un fluido con mayor resistencia a fluir (mayor viscosidad). Por el contrario, si se reduce la carga en un equipo, se puede reducir la viscosidad del aceite y mantener aun así la separación entre ambas superficies. En conclusión, a mayor carga mayor viscosidad y viceversa. Velocidad Los elementos lubricados que operan a altas velocidades no permiten mucho tiempo al lubricante para fugarse de entre las dos superficies, por lo que bastaría con un lubricante de baja viscosidad (baja resistencia a fluir) mantener las superficies separadas .El caso contrario se presenta con los elementos que operan a bajas velocidades, donde hay mucho tiempo para que se fugue el lubricante por lo que se requiere un aceite con mucha resistencia a fluir ( alta viscosidad). En conclusión: se requieren lubricantes de baja viscosidad para lubricar elementos que operan a elevadas velocidades y viceversa. Temperatura La viscosidad de todo aceite se reduce al calentarse .esto debe ser considerado para equipos que operen a temperaturas diferentes a las de diseño, donde se deberá contemplar la selección de un lubricante de mayor o menor viscosidad, según sea el caso .Por lo tanto se requerirá un lubricante de mayor viscosidad para altas temperaturas y viceversa.

Refrigeración en Maquinas-Herramientas La refrigeración es el proceso de reducción y mantenimiento de la temperatura (a un valor menor a la del medio ambiente) de un objeto o espacio. La reducción de temperatura se realiza extrayendo energía del cuerpo, generalmente reduciendo su energía térmica, lo que contribuye a reducir la temperatura de este cuerpo. La refrigeración implica transferir la energía del cuerpo que pretendemos enfriar a otro, aprovechando sus propiedades termodinámicas. La temperatura es el reflejo de la cantidad o nivel de energía que posee el cuerpo, ya que el frío propiamente no existe, los cuerpos solo tienen más o menos energía térmica. De esta manera enfriar corresponde a retirar Energía (calor) y no debe pensarse en términos de " producir frío o agregar frío".

Aplicaciones Son entre muchas: •

Los procesos industriales que requieren reducir la temperatura de maquinarias o materiales para su correcto desarrollo. Algunos ejemplos son el mecanizado, la fabricación de plásticos, la producción de energía nuclear.

•

Máquinas-herramientas: las máquinas herramientas también llevan incorporado un circuito de refrigeración y lubricación para bombear el líquido refrigerante que utilizan que se llama taladrina o aceite de corte sobre el filo de la herramienta para evitar un calentamiento excesivo que la pudiese deteriorar rápidamente.

Términos relacionados con la refrigeración •

Taladrina

•

Líquido refrigerante

•

Aceite de corte

Aceite de corte Se llama taladrina o aceite de corte al líquido que se bombea sobre el filo de las herramientas de corte con la que trabajan las maquinas-herramientas para lubricar y refrigerar la zona de trabajo y conseguir así una mayor duración de la herramienta y una mejor calidad en la superficie mecanizada. Las máquinas herramientas disponen de un depósito adecuado y un equipo de bombeo donde se crea un circuito de bombeo con el mismo líquido. En la zona de trabajo se genera una gran cantidad de calor que si no se refrigera deteriora rápidamente la herramienta y además como se calienta la pieza que se mecaniza sus dimensiones pueden verse alteradas por la dilatación térmica que se produce. Características de la taladrina Las taladrinas son generalmente aceites minerales, también llamados aceites de corte, a los cuales se les añade productos químicos con el fin de mejorar sus propiedades. Las características de estos aditivos tienen que ser las siguientes: •

Calor específico muy alto.

•

Índice bajo de viscosidad, es decir que sean muy fluidos.

•

Antioxidantes. Para proteger a las piezas y máquinas de la oxidación.

•

Antiespumantes, que al ser batidos no produzcan espumas.

•

Punto de inflamación muy alto.

Con el empleo de taladrinas en las operaciones de mecanizado se consigue aumentar sensiblemente las condiciones de corte del mecanizado. Se arrastran las virutas del corte de la herramienta. Se usan en máquinas-herramientas para el mecanizado de metales, torneado, cepillado, limado, fresado... La mayor parte del trabajo realizado en el corte de metales se transforma en calor, que si no se disipa, puede causar la soldadura

del metal a la punta de la cuchilla, pérdida de dureza de la misma, y distorsión de la pieza que se trabaja. El rectificado es una especie de corte en el cual el metal se arranca por una muela que contiene granos abrasivos, los que actúan con cuchillas en miniatura. En las máquinas herramientas de alta velocidad (Ej. Los tornos automáticos) es posible que se necesiten grandes cantidades de estos líquidos. Los fluídos de corte y rectificado, también conocidos como lubricantesrefrigerantes, tienen dos funciones principales: a. Refrigeración de la pieza de trabajo y de la cuchilla. b. Lubricación. c. Funciones secundarias: arrastrar rebabas o virutas, protección de la pieza a la oxidación...etc. Los tres tipos básicos de aceites de corte y rectificado son: aceites puros de corte, emulsiones de aceite en agua y disoluciones acuosas. Los aceites de corte insolubles contienen: aceites minerales parafínicos o nafténicos 60-100%, aditivos (azufre libre, grasas cloradas y aceites de parafina, y grasas sulfocloradas), y Biocidas. Los aceites solubles, miscibles en agua o en emulsiones contienen agua en una proporción de 1:5 y 1:50, y en su composición: concentrado de aceite mineral en un 60-85%, emulsificantes, biocidas-tiocarbamatos, inhibidores de la corrosión, aditivos para presiones extremas, antiespumantes, colorantes, y acondicionadores del agua (fosfatos, borax, sosa cáustica...). Los fluidos de corte sintéticos y semisintéticos son concentrados que contienen pequeñas o nulas proporciones de aceite. El producto se diluye en una proporción entre 1:10 y 1:200 según el fin para el que se vaya a utilizar. Contienen: aceites (5-30% de fluídos semisintéticos, y nada en los fluídos sintéticos), inhibidores de la corrosión, surfactantes aniónicos y no aniónicos, agentes mezcladores, biocidas, acondicionadores del agua (EDTA, boratos, fosfatos...). Riesgos a) Accidentes: los pisos resbaladizos por el aceite desprendido de las máquinas-herramientas suponen riesgo de caídas, uso de maquinarias de alta velocidad, con riesgos sobre las manos y los brazos. Otros riesgos se deben a la posibilidad de incendios debidos a la formación de nieblas en la atmósfera que pueden inflamarse. La exposición a las salpicaduras y vahos de los aceites de corte, que contaminan la piel y la ropa, y con riesgo de inhalación, suponen una amplia gama de lesiones: desde el acné y la dermatitis eczematosa en piel, hasta melanosis y lesiones cancerosas que se indican a continuación. b) Acné del aceite: comedones, foliculitis y forúnculos en antebrazos, manos, muslos y cara... es decir en las zonas en contacto del aceite con la piel directamente o a través las ropas empapadas o ensuciadas. Los estafilococos o gérmenes que causan la foliculitis no provienen de aceite contaminado, sino que son una lesión secundaria a la causada por el aceite de corte. Aunque los aceites son estériles cuando se elaboran, después entran en contacto con residuos, y pueden contener diversidad de bacterias u hongos.

c) Cloroacné: es una forma grave del acné causada por le exposición a productos químicos aromáticos halogenados altamente tóxicos (naftalenos, bifenilos, dibenzofuranos, dibenzo-p-dioxinas y clorobenzenos). En el caso de los aceites de corte es causado por consecuencia de la termodescomposición de los aceites de corte clorados. Causan metaplasia de las glándulas sebáceas, con producción de quistes. También puede producirse toxicidad sistémica con lesiones de hígado, aumento de lípidos (grasas) en sangre, y alteraciones del sistema nervioso. d) Dermatitis eczematosa por contacto: con eritema (enrojecimiento), descamación, engrosamiento, y cisuras de la piel. Se debe a exposición o contacto prolongado, y sobre todo en tiempos calurosos. También puede encontrarse casos de dermatitis alérgica debida a los aditivos del aceite (etilendiamina, butifenol como antioxidante, clorocresol, tris-nitrol, triazina como antimicrobianos, hidrazina de estabilizador, y otros como bálsamo de perú, proxel....) o por los productos de descomposición o de las sales metálicas (níquel, cromo, cobalto). Deben realizarse pruebas de alergia por personal con experiencia en este tipo de test específico. Queratosis y cáncer de piel en células escamosas: (ocurre por contacto con el aceite bituminoso europeo y no con el de Norteamérica). Se ha detectado una mayor incidencia de cáncer de escroto en trabajadores/as expuestos a aceites de corte puros. e) Melanosis del aceite: con aumento de la pigmentación de la piel en las áreas expuestas al sol. f) Granulomas: son inflamaciones crónicas que dejan cicatrices, y provocadas por la penetración de partículas o virutas metálicas. También por manipulación de aleaciones de berilio. g) Lesiones pulmonares: Neumonía lipídica. Cáncer de pulmón por causa de la formación de nitrosaminas en los aceites de base aromática, y por lo tanto debe limitarse la exposición a los mismos. Prevención a) Sustitución por aceites sin efectos cancerígenos (eliminación de las sustancias cancerígenas mediante la extracción con solventes). b) Controles de la atmósfera de trabajo junto con : identificación del producto, revisión de los sistemas de refrigeración, programas de limpieza, rediseños, uso de cortinillas de protección frente a salpicaduras, extractores..etc. c) Automatización y diseño de los procesos reduciendo la exposición. d) Ropa y delantales protectores, junto con mantenimiento de la piel limpia, uso de cremas...etc (prohibición de limpiadores abrasivos o de derivados del petróleo para limpiar la piel, y suministrar cremas limpiadoras). Facilitar el lavado frecuente de las ropas, no guardar trapos sucios en los bolsillos... y facilitar instalaciones de limpieza y aseos. e) Controles médicos, sobre todo de las lesiones en piel. Control especial de posible existencia de síntomas precoces de cáncer de escroto.

Las máquinas-herramienta, los precisan refrigerantes adaptados a sus peculiaridades.

sistemas

lubricantes

y

La refrigeración y la lubricación constituyen, junto con el accionamiento y la regulación, los principales sistemas que integran una máquina y que permiten su funcionamiento bajo unas determinadas condiciones de servicio. La puesta en marcha de los elementos mecánicos exige lubricar las superficies de contacto, al tiempo que mantener las temperaturas de trabajo dentro de unos márgenes admisibles. En el proyecto de diseño de una máquina, además del cálculo de fatiga de elementos como árboles, engranajes o rodamientos, es necesario definir también los sistemas de refrigeración y lubricación, especificando el procedimiento a utilizar en cada caso, los componentes y el tipo de fluido refrigerante y/o lubricante. Se trata de dos sistemas paralelos, constituidos, en muchos casos, por circuitos hidráulicos de características similares. Aún cuando no siempre es necesario, en ocasiones debe procederse a la refrigeración del lubricante, sobre todo en grandes máquinas (grupos electrógenos de gran potencia) y en transmisiones oleohidráulicas, mediante un cambiador de calor por el que se hace circular un determinado caudal de agua o del propio refrigerante de la máquina. La figura 1 representa el circuito de lubricación de una máquina que incorpora refrigeración del aceite en el retorno al depósito acumulador.

Salvo casos excepcionales, como veremos, en la inmensa mayoría de las máquinas y equipos industriales los sistemas de refrigeración y lubricación son independientes. Es más, la mezcla fortuita de líquido refrigerante y aceite puede ser perjudicial, especialmente en presencia de aire y de humedad. La incorporación accidental de una cierta cantidad de refrigerante al circuito de lubricación, además de reducir la viscosidad y lubricidad del aceite, puede propiciar su descomposición y acelerar la corrosión de las superficies metálicas

del circuito. Igualmente, la presencia de aceite en el circuito de refrigeración reduce la eficiencia del sistema y obliga a su eliminación disponiendo separadores de aceite. Este problema, como es sabido, es particularmente importante en equipos frigoríficos. Como norma general, se debe recurrir a refrigerantes y lubricantes de alta calidad, evitar la presencia de sustancias contaminantes y disponer los mecanismos de cierre y aislamiento adecuados que impidan la interferencia de los dos sistemas. Esta última idea es aplicable a multitud de máquinas para el mecanizado de metales, motores, etc. Por otra parte, determinados equipos, como ciertos tipos de compresores, tienen integrados perfectamente los sistemas de refrigeración y de lubricación, de manera que sólo existe un fluido de trabajo con un único circuito que cubre, simultáneamente, las necesidades de lubricación y refrigeración. Finalmente, se ha de destacar que tanto la lubricación como la refrigeración, además de posibilitar el funcionamiento de las máquinas y alargar su vida útil, forman parte de las operaciones de mantenimiento habituales. En efecto, lubricantes y refrigerantes deben ser sustituidos cada cierto número de horas, en función de las condiciones particulares de servicio de cada máquina y de las propiedades de los fluidos utilizados, para lograr un correcto funcionamiento y reducir los costes de mantenimiento derivados de paradas no programadas, de falta de disponibilidad, etc. Se analizan, por su importancia y generalidad, los casos de las máquinasherramienta, de los motores de combustión interna alternativos y de las transmisiones hidroneumáticas. Cualidades del fluido de corte El fluido de corte utilizado en el torno debe cubrir, como se ha apuntado, las siguientes funciones: a. refrigeración, b. reducción del coeficiente de rozamiento sobre la cara de deslizamiento de la herramienta, c. eliminación del riesgo de adhesión de la viruta sobre la herramienta debido a la elevada presión y temperatura, d. protección contra la corrosión de las nuevas superficies generadas. En consecuencia, las cualidades que se le deben exigir al fluido de corte son: e. poder refrigerante, que viene dado por un alto calor específico y una elevada conductividad térmica, junto con una buena capacidad para bañar las superficies objeto, de forma que el contacto térmico sea máximo, circunstancia sólo posible si la viscosidad es baja. f. poder lubrificante, para reducir el coeficiente de rozamiento y facilitar el deslizamiento de la viruta sobre la herramienta. g. capacidad para proteger contra la corrosión. En ningún caso puede ser agente que potencie el fenómeno de oxidación. La eficacia como refrigerante se ve mermada al aumentar la velocidad de corte, en la medida en que crece la dificultad para introducirse debajo de la viruta y mantener la tasa de transferencia de calor. Criterios para elegir el fluido de corte

Tres son los criterios más aceptados para seleccionar el fluido de corte, a saber: a. la naturaleza del material de la pieza a mecanizar, b. la naturaleza del material de la herramienta, c. las condiciones funcionales del proceso de corte (CFPC). Por lo general, se utilizan emulsiones de aceite mineral en agua (taladrinas) en diferentes porcentajes dependiendo de la dureza de los materiales y de las condiciones particulares de corte. Por ejemplo, las emulsiones diluidas (entre 3 y 8% de aceite) tienen un escaso poder lubricante y se utilizan sólo para trabajos lentos. A medida que au-menta la cantidad de aceite, que puede llegar hasta el 30%, se incrementa el poder lubricante y resultan aptas para trabajos a alta velocidad sobre materiales duros. Los aceites puros rara vez son utilizados en la actualidad, bien por su coste (minerales), bien por su baja resistencia a la oxidación (vegetales y animales). Un caso particular, indicado especialmente para el trabajo a elevadas presiones, lo constituye el aceite al bisulfuro de molibdeno, con unas excelentes cualidades lubricantes. Material de la

Margen de temperaturas

herramienta

máximas (°C)

Acero al carbono

200-400

Acero rápido

500-550

Acero extra-rápido

650-720

Estelitas

670-850

Carburos metálicos

750-900

Tabla 1. Valores máximos de temperatura en función del material de la herramienta, lo constituye el aceite al bisulfuro. Lubricación y refrigeración en máquinas-herramienta En la práctica totalidad de las máquinas-herramienta se dispone de dos sistemas claramente diferenciados, uno para refrigeración y otro para lubricación. El sistema de lubricación propiamente dicho suele ser, por lo general, bastante complejo e incluye la combinación de diversos procedimientos, como veremos. El sistema de refrigeración es independiente del anterior y se centra básicamente en la refrigeración de la herramienta o herramientas de corte. Dispone de un circuito cerrado de circulación de refrigerante líquido constituido por bandeja de recuperación, depósito, conductos rígidos, conductos flexibles, reguladores de caudal y bomba. El fluido de corte, como así se llama al refrigerante, desempeña también la

función de lubricante con objeto de reducir el rozamiento en el proceso de mecanizado. Cabe indicar que, por su gran difusión, amplio campo de aplicación y representatividad dentro del mundo de la máquina-herramienta, nos referiremos en lo sucesivo a los sistemas que incorporan habitualmente los tornos. No obstante, los comentarios que al respecto hagamos pueden ser aplicables directamente a otras máquinas, tales como fresadoras, limadoras, etc. Sistemas de lubricación El sistema de lubricación del torno tiene por objeto garantizar cierta cantidad de lubricante, adecuado a cada elemento, entre los diferentes órganos mecánicos de que está constituido. Tal y como se puede apreciar en la figura 2, algunos de los elementos críticos que es preciso lubricar son la caja de avances, las guías de la bancada o los rodamientos y cojinetes de árboles y ejes.

Figura 2. Órganos principales de un torno paralelo. El procedimiento utilizado para lubricar y la variedad del lubricante dependen de las características concretas del órgano o mecanismo en cuestión, en particular de la velocidad relativa de trabajo, de la temperatura máxima prevista y de la situación en el conjunto de la máquina. De este modo, mientras la caja de velocidades se suele lubricar por inmersión parcial en baño de aceite y salpique, los rodamientos requieren una lubricación localizada, bien sea mediante un conducto auxiliar que porte el lubricante, bien mediante lo que se denomina “autolubricación”, que obliga a un montaje especial. Sistema de refrigeración Investigaciones realizadas a finales del siglo XIX (Taylor y otros) pusieron de manifiesto que la refrigeración y la lubricación de la herramienta mejoran las condiciones de corte. Resulta obvio que en una operación de mecanizado, donde se produce arranque de viruta bajo ciertas condiciones de corte (profundidad de pasada, velocidad de corte, velocidad de avance), tiene lugar un proceso de deformación plástica previo a la rotura y desgarre del material, en el que se genera gran cantidad de calor, equivalente al trabajo de deformación. Pues bien, el incremento de temperatura en la punta de la herramienta puede llegar a inutilizarla en escasos segundos de trabajo. Comoquiera que esta circunstancia lleva aparejado un coste insostenible en

sustituciones frecuentes de herramientas junto a una pésima calidad en el acabado de las superficies mecanizadas, se hace necesario una cierta cantidad de refrigerante que debe ser aportado de manera continua y cuyo caudal depende directamente de las condiciones del proceso de corte y de los materiales de la herramienta y de la pieza a mecanizar. Lo que quizá no resulte tan evidente es que la lubricación sea beneficiosa para el proceso de corte. En efecto, tanto en el comienzo como en la progresión del corte, la herramienta debe vencer una serie de resistencias internas en el material a mecanizar consumiendo cierta potencia. Además, el contacto y la existencia de movimiento relativo entre dos materiales de diferente dureza son inherentes al proceso. Queda, pues, de manifiesto que la acción de una película de lubricante reducirá la fricción y, consecuentemente, el trabajo de deformación y la potencia global requerida. La presencia del lubricante conseguirá, asimismo, minorar el desgaste de la herramienta (filos y ángulos de corte) y alargar su vida útil. Es preciso destacar que la reducción del rozamiento supone una disminución de las temperaturas alcanzadas durante el proceso de corte, mejorando así la eficiencia del fluido de corte como refrigerante. Se evita de este modo que se alcancen las temperaturas límite de los materiales de las herramientas, cuyos valores se reflejan en la tabla 1 para los casos más habituales. Con el fin de evitar pérdidas de líquido en el circuito, los tornos se construyen con unas cabinas protectoras desplazables que, al mismo tiempo, evitan que las proyecciones de viruta lleguen al operador de la máquina.

Características de los refrigerantes a. Calor latente de evaporación. Debe de ser lo más alto posible para que

una pequeña cantidad de líquido absorba una gran cantidad de calor. b. Volumen específico.- El volumen específico debe de ser lo más bajo

posible para evitar grandes tamaños en las líneas de aspiración y compresión

c. Densidad. Deben de ser elevadas para usar líneas de líquidos

pequeñas. Mecanizado en seco y con refrigerante Hoy en día el torneado en seco es completamente viable. Hay una tendencia reciente a efectuar los mecanizados en seco siempre que la calidad de la herramienta lo permita. La inquietud se despertó durante los años 90, cuando estudios realizados en empresas de fabricación de componentes para automoción en Alemania pusieron de relieve el coste elevado de la refrigeración y sobre todo de su reciclado. Sin embargo, el mecanizado en seco no es adecuado para todas las aplicaciones, especialmente para taladrados, roscados y mandrinados para garantizar la evacuación de las virutas.

Tampoco es recomendable tornear en seco materiales pastosos o demasiado blandos como el aluminio o el acero de bajo contenido en carbono ya que es muy probable que los filos de corte se embozen con el material que cortan, produciendo mal acabado superficial, dispersiones en las medidas de la pieza e incluso rotura de los filos de corte. En el caso de mecanizar materiales de viruta corta como la fundición gris la taladrina es beneficiosa como agente limpiador, evitando la formación de nubes de polvo toxicas. La taladrina es imprescindible torneando materiales abrasivos tales como inoxidables, inconells, etc En el torneado en seco la maquinaria debe estar preparada para absorber sin problemas el calor producido en la acción de corte. Para evitar sobrecalentamientos de husillos, etc suelen incorporarse circuitos internos de refrigeración por aceite o aire. Salvo excepciones y a diferencia del fresado el torneado en seco no se ha generalizado pero ha servido para que las empresas se hayan cuestionado usar taladrina solo en las operaciones necesarias y con el caudal necesario. Es necesario evaluar con cuidado operaciones, materiales, piezas, exigencias de calidad y maquinaria para identificar los beneficios de eliminar el aporte de refrigerante.

Fresado de aluminio utilizando taladrina. En la actualidad el fresado en seco de ciertos materiales es completamente viable cuando se utilizan herramientas de metal duro, por eso hay una tendencia reciente a efectuar los mecanizados en seco siempre que la calidad de la herramienta lo permita. La inquietud por la eficiencia en el uso de refrigerantes de corte se despertó durante los años 1990, cuando estudios realizados en empresas de fabricación de componentes para automoción en Alemania pusieron de relieve el coste elevado del ciclo de vida del refrigerante, especialmente en su reciclado. Sin embargo, el mecanizado en seco no es adecuado para todas las aplicaciones, especialmente para taladrados, roscados y mandrinados para garantizar la evacuación de las virutas, especialmente si se utilizan fresas de acero rápido. Tampoco es recomendable fresar en seco materiales pastosos o demasiado blandos como el aluminio o el acero de bajo contenido en carbono ya que es muy probable que los filos de corte se embocen con el material que

cortan, formándose un filo de aportación que causa imperfecciones en el acabado superficial, dispersiones en las medidas de la pieza e incluso roturas de los filos de corte. En el caso de mecanizar materiales poco dúctiles que tienden a formar viruta corta, como la fundición gris, la taladrina es beneficiosa como agente limpiador, evitando la formación de nubes tóxicas de aerosoles. La taladrina es imprescindible al fresar materiales abrasivos como el acero inoxidable. En el fresado en seco la maquinaria debe estar preparada para absorber sin problemas el calor producido en la acción de corte. Para evitar excesos de temperatura por el sobrecalentamiento de husillos, herramientas y otros elementos, suelen incorporarse circuitos internos de refrigeración por aceite o aire. Salvo excepciones, el fresado en seco se ha generalizado y ha servido para que las empresas se hayan cuestionado usar taladrina únicamente en las operaciones necesarias y con el caudal necesario. Es necesario evaluar con cuidado operaciones, materiales, piezas, exigencias de calidad y maquinaria para identificar los beneficios de eliminar el aporte de refrigerante. Función del líquido refrigerante y lubricante a) Reducen la fricción entre la viruta y la herramienta y entre esta y la pieza que se elabora b) Disminuyen la deformación plástica y reducen la temperatura en la zona de corte disminuyendo también la formación de rebabas en la superficie de desprendimiento. c) La utilización de estos líquidos mejora el proceso de corte, reduciéndose los esfuerzos y aumentándose la durabilidad de la herramienta. Estos líquidos se utilizan en el corte de metales dúctiles que no causan fractura de la viruta. En el maquinado de hierro fundido u otros metales frágiles no se emplean generalmente fluidos de corte ya que aunque proporcionan un ligero aumento de la durabilidad, ensucian el lugar de trabajo y producen desgaste considerable en las piezas móviles de la maquina. Los fluidos de corte se clasifican de la forma siguiente: a) líquidos refrigerantes: 1. Compuestos por soluciones de sosa cáustica de 3 a 5 % 2. Emulsiones liquidas de diversas concentraciones b) líquidos lubricantes: 1. Aceites minerales, aceites minerales sulfúreos 2. Aceites sulfúreos minerales - vegetales 3. Soluciones dobles sulfuradas de aceites minerales vegetales Enfriador de agua El enfriador de agua es un caso especial de máquina de refrigeración cuyo cometido es enfriar un medio líquido, generalmente agua. En modo bomba de calor también puede servir para calentar ese líquido. El evaporador tiene un

tamaño menor que el de los enfriadores de aire, y la circulación del agua se asegura desde el exterior. Son sistemas muy utilizados para acondicionar grandes instalaciones, edificios de oficinas y sobre todo aquellas que necesitan simultaneamente climatización y agua caliente sanitaria (ACS), por ejemplo hoteles y hospitales. El agua enfriada, se usa posteriormente para: •

Refrigerar maquinaria industrial.

•

Producir agua para duchas y calentar piscinas.

•

Acondicionar el aire de un recinto. El agua se hace pasar por unos intercambiadores conocidos como Fancoils.

Elementos adicionales La máquina enfriadora de agua necesita de elementos adicionales que le permitan funcionar: •

Redes de tubería y colectores. Distribuyen el agua enfriada hacia donde se necesita.

•

Bombas de circulación. Generalmente dos en paralelo para asegurar que al menos una funciona.

•

Vaso de expansión. Compensan la dilatación de la red de tubería.

•

Elementos de control, presostatos y sondas de temperatura.

•

Depósito de inercia.

•

Válvula de llenado y válvula de vaciado.

•

Decantadores.

Bibliografia

http://www.monografias.com/trabajos65/maquinas-herramientas-fresadoramicrometro-mortajadora/maquinas-herramientas-fresadora-micrometromortajadora2.shtml http://es.wikipedia.org/wiki/Fresadora#Fresado_en_seco_y_con_refrigerante http://es.wikipedia.org/wiki/Torno#Mecanizado_en_seco_y_con_refrigerante http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido_refrigerante http://es.wikipedia.org/wiki/Taladrina http://www.tecnicaindustrial.es/TIFrontal/a-2113-Caracterizacion-sistemaslubricacion-refrigeracion-maquinaria-industrial.aspx http://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n http://www.monografias.com/trabajos10/lubri/lubri2.shtml?monosearch http://www.monografias.com/trabajos16/grasas-lubricantes/grasaslubricantes.shtml?monosearch http://www.monografias.com/trabajos48/lubricantes/lubricantes.shtml? monosearch http://www.monografias.com/trabajos70/principios-lubricacion/principioslubricacion2.shtml?monosearch http://www.monografias.com/trabajos26/lubricacion-centralizada/lubricacioncentralizada.shtml http://www.monografias.com/trabajos14/maq-herramienta/maqherramienta.shtml