Los lubricantes pueden dividirse en cuatro categorías según su estado físico: lubricantes líquidos, lubricantes semisólidos, lubricantes sólidos y lubricantes gaseosos.
1. Lubricantes líquidos
Los lubricantes líquidos son la categoría más utilizada y variada de materiales de lubricación, e incluyen aceite lubricante mineral, aceite lubricante sintético, aceite animal y vegetal, y líquidos a base de agua.
La característica de los lubricantes líquidos es que tienen una amplia gama de viscosidades, lo que ofrece una amplia selección para componentes mecánicos que funcionan con diversas cargas, velocidades y temperaturas.
(1) Mineral Aceite lubricante: En la actualidad, es el tipo de lubricante líquido más utilizado y representa aproximadamente el 90% del volumen total de aceite lubricante. Generalmente se forma añadiendo aditivos al aceite base mineral.
(2) Aceite lubricante sintético: Se refiere al aceite lubricante producido mediante síntesis química.
(3) Aceite animal y vegetal: Se trata de lubricantes extraídos de animales y plantas.
(4) Líquidos a base de agua: Se trata de lubricantes que contienen agua, incluidos los de tipo solución y los de tipo emulsión.
2. Lubricantes semisólidos (grasa)
También conocidos como grasas, los lubricantes semisólidos presentan un estado semifluido a temperatura y presión normales, y poseen una estructura coloidal.
3. Lubricantes sólidos
Los lubricantes sólidos funcionan principalmente de tres maneras: El primer tipo forma una película lubricante sólida sobre la superficie de fricción, funcionando de forma similar a la lubricación límite.
El segundo tipo, los lubricantes sólidos de metal blando, utilizan la baja resistencia al cizallamiento de los metales blandos para proporcionar lubricación. El tercer tipo consiste en sustancias como el grafito con una estructura en capas que aprovecha su característica estructural para la lubricación.
Los lubricantes sólidos más utilizados para la lubricación de equipos son el disulfuro de molibdeno, el grafito y el politetrafluoroetileno.
4. Lubricantes de gas
Los gases, como tipo de fluido, cumplen las leyes físicas de la lubricación de fluidos. Por tanto, en determinadas condiciones, los gases pueden servir como lubricantes al igual que los líquidos.
Las ventajas de los lubricantes gaseosos incluyen un coeficiente de fricción pequeño, menor generación de calor por fricción a altas velocidades, bajo aumento de la temperatura, funcionamiento flexible y un amplio rango de temperaturas de trabajo.
Las desventajas son su baja densidad y capacidad de carga, por lo que sólo son adecuados para dispositivos neumáticos dentro del rango de 30-70 kPa y dispositivos hidrostáticos que no superen los 100 kPa.
El aceite base es el principal componente de los lubricantes, representa entre 80% y 95% del volumen total y sirve de soporte para los aditivos. Se dividen en aceites minerales y aceites sintéticos.
(1) Aceite mineral.
En nuestro país, los aceites minerales suelen clasificarse en los tipos de base parafínica, base intermedia y base nafténica.
(2) Aceite sintético.
Los aceites de base sintética se producen mediante reacciones químicas de diversos compuestos. Poseen una mayor pureza química y unas propiedades físicas y químicas superiores a las de los aceites minerales, por lo que tienen una gama de aplicaciones más amplia y una vida útil más larga. Representan la futura dirección de desarrollo de los lubricantes.
En la actualidad, los aceites sintéticos se utilizan ampliamente en maquinaria aeroespacial, y su aplicación en maquinaria industrial se está expandiendo rápidamente. Los aceites sintéticos se dividen generalmente en aceite sintético de hidrocarburo, aceite de éster, aceite de poliisobutileno, poliéteres, aceite de silicona, etc.
Los aditivos son componentes menores añadidos a los lubricantes que mejoran significativamente determinadas características o introducen nuevas propiedades. Sus funciones son las siguientes:
(1) Detergentes.
Se utilizan principalmente en el aceite de motores de combustión interna para eliminar la acumulación de laca y carbonilla en las paredes de los cilindros y los segmentos de los pistones. También dispersan uniformemente las partículas de goma y hollín dentro del aceite, evitando la formación de partículas más grandes.
(2) Antioxidantes.
Ralentizan la reacción de oxidación del aceite lubricante, prolongando así su vida útil.
(3) Agentes antidesgaste.
Mejoran la resistencia del aceite al desgaste y las rozaduras, reducen el desgaste del equipo y evitan el agarrotamiento o la sinterización.
(4) Agentes aceitosos.
Reducen el coeficiente de fricción y mejoran el rendimiento de la lubricación.
(5) Desactivadores metálicos.
Forman una película pasiva sobre el superficie metálica para minimizar el impacto corrosivo del aceite sobre el metal y la oxidación catalítica del aceite por el metal.
(6) Mejoradores del índice de viscosidad.
Aumentan el índice de viscosidad del aceite, mejorando su rendimiento viscotérmico.
(7) Inhibidores de óxido.
Estos actúan sobre el superficie metálica para evitar la oxidación o la corrosión en contacto con el agua.
(8) Depresores del punto de fluidez.
Disminuyen el punto de fluidez del aceite al ralentizar la formación de cristales de parafina a bajas temperaturas, mejorando así la fluidez del aceite a baja temperatura.
(9) Antiespumantes.
Alteran la tendencia del aceite a formar espuma y hacen que las burbujas superficiales estallen rápidamente.
(10) Emulsionantes y antiemulsionantes.
Los emulsionantes se utilizan para emulsionar el aceite y formar una emulsión uniforme y estable con el agua. Los antiemulsionantes se utilizan en lubricantes generales para separar rápidamente el agua del aceite.
Los espesantes son un componente fundamental de la grasa lubricante y la distinguen del aceite lubricante. La grasa lubricante se compone de espesantes, aceite base y aditivos, y forma una sustancia sólida o semisólida cuando el espesante se dispersa en el aceite base.
Los espesantes suelen afectar a la consistencia de la grasa, su punto de gota y su resistencia al agua, y a veces también a su capacidad de carga.
La selección del aceite lubricante se basa principalmente en tres factores: las condiciones reales de trabajo del equipo, las especificaciones o recomendaciones del fabricante del equipo y las normas o sugerencias del fabricante del aceite.
En la práctica, la elección del aceite lubricante se basa principalmente en las recomendaciones del fabricante del equipo. Sin embargo, también deben tenerse en cuenta las condiciones reales de carga, velocidad y temperatura del equipo.
A la hora de seleccionar un aceite lubricante, los siguientes indicadores de rendimiento son cruciales:
1. Viscosidad:
La viscosidad es un criterio para clasificar y graduar los distintos tipos de aceites lubricantes y desempeña un papel decisivo en la identificación y determinación de la calidad. La viscosidad del aceite lubricante para equipos se determina según los datos de diseño o calculados, haciendo referencia a las tablas pertinentes.
2. Punto de fluidez:
El punto de fluidez refleja indirectamente la fluidez a baja temperatura del aceite lubricante durante su almacenamiento, transporte y uso. Se ha demostrado que la temperatura de uso debe ser entre 5 y 10 °C superior al punto de fluidez.
3. Punto de inflamación:
Se trata de un indicador de seguridad clave para almacenar, transportar y utilizar aceite lubricante. El principio para establecer el punto de inflamación del aceite lubricante es dejar un margen de seguridad de la mitad, es decir, debe ser la mitad más alto que la temperatura de uso real.
Por ejemplo, si la temperatura máxima del aceite en el cárter inferior de un motor de combustión interna no supera los 120°C, el punto de inflamación mínimo para el aceite de motor debe fijarse en 180°C.
Dado que existen muchos indicadores de rendimiento para el aceite lubricante y que las diferencias entre los distintos tipos son significativas, la decisión final debe tomarse de forma racional, teniendo en cuenta las condiciones de trabajo del equipo, los requisitos del fabricante y las especificaciones y presentaciones del producto petrolífero.
Cada lubricante tiene sus propias características de rendimiento, por lo que es crucial realizar una selección correcta y razonable, evitando la sustitución siempre que sea posible. Si la sustitución es realmente necesaria, deben respetarse los siguientes principios:
(1) Sustituir por el mismo tipo de aceite o uno con características de rendimiento similares.
(2) La viscosidad debe ser comparable, la viscosidad del aceite sustituto no debe superar ±15% de la viscosidad del aceite original. Debe darse preferencia a los que tengan una viscosidad ligeramente superior.
(3) Sustitúyalo por un aceite de mayor calidad cuando sea posible.
(4) También debe tenerse en cuenta el entorno y la temperatura de funcionamiento del equipo.
Debe evitarse en la medida de lo posible mezclar diferentes tipos, marcas, fabricantes y condiciones (nuevas o viejas) de aceite. Está terminantemente prohibido mezclar los siguientes tipos de aceite:
(1) Los aceites especiales y específicos no pueden mezclarse con otros tipos de aceite.
(2) Los aceites que requieren resistencia a la emulsión no deben mezclarse con aceites que no tengan este requisito.
(3) El aceite de turbina resistente al amoníaco no debe mezclarse con otros tipos de aceite de turbina.
(4) El aceite hidráulico antidesgaste que contiene zinc no puede mezclarse con el aceite hidráulico antiplomo.
(5) El aceite para engranajes no debe mezclarse con el aceite para engranajes helicoidales.
Sin embargo, se pueden mezclar los siguientes aceites:
(1) Productos del mismo fabricante con calidad similar.
(2) Productos de diferentes marcas del mismo fabricante.
(3) Diferentes tipos de aceite, si se mezclan en una composición que no contenga aditivos.
(4) Diferentes tipos de aceite que no muestran efectos anormales en las pruebas de mezcla.
(5) Los aceites para motores de combustión interna con diversos aditivos y en grandes cantidades tienen diferentes características de rendimiento. Cuando no se comprenden las propiedades del aceite, se requiere precaución para evitar efectos adversos o incluso accidentes de lubricación.
A la hora de seleccionar una grasa lubricante, la consideración primordial debe ser su función, es decir, su papel en la lubricación, la reducción de la fricción, la protección y la estanqueidad.
En el caso de las grasas reductoras de la fricción, los principales factores son la resistencia a altas y bajas temperaturas, la carga y la velocidad de rotación.
En el caso de las grasas protectoras, la atención se centra en los medios y materiales en contacto, especialmente las propiedades protectoras y la estabilidad para metales y no metales. En el caso de las grasas sellantes, deben tenerse en cuenta los materiales y medios en contacto y la compatibilidad de la grasa con el material (especialmente el caucho) para seleccionar la grasa lubricante adecuada.
La elección de la grasa lubricante debe tener en cuenta la temperatura de funcionamiento, la velocidad de rotación, el tamaño de la carga, el entorno de trabajo y el método de suministro de grasa de la maquinaria. Las consideraciones generales incluyen los siguientes factores:
(1) Temperatura.
El impacto de la temperatura en la grasa lubricante es significativo.
En general, se cree que cuando la temperatura de funcionamiento del punto de lubricación supera el límite superior de la temperatura de la grasa, se aceleran la pérdida por evaporación, la degradación oxidativa y la contracción coloidal del aceite base de la grasa.
Por cada aumento de la temperatura de 10℃ a 15℃, la velocidad de oxidación de la grasa aumenta de 1,5 a 2 veces, y la vida útil de la grasa disminuye a la mitad. La temperatura de funcionamiento del punto de lubricación también cambia con la temperatura ambiente.
Además, factores como la carga, la velocidad, el funcionamiento continuo y el llenado excesivo de grasa también pueden afectar a la temperatura de funcionamiento del punto de lubricación.
Para entornos con temperaturas ambiente elevadas y máquinas que funcionan a altas temperaturas, debe utilizarse grasa resistente a altas temperaturas. La temperatura de la grasa general debe estar entre 20℃ y 30℃ por debajo de su punto de goteo (temperatura).
(2) Velocidad de rotación.
Cuanto mayor sea la velocidad de funcionamiento de los componentes lubricados, mayor será la tensión de cizallamiento experimentada por la grasa lubricante, y más significativo será el daño a la estructura fibrosa formada por el espesante, acortándose así la vida útil de la grasa.
Si la velocidad de funcionamiento del equipo se duplica, la vida útil de la grasa lubricante se reduce a una décima parte de su duración original.
Los componentes que funcionan a altas velocidades generan más calor y a mayor velocidad, lo que puede diluir la grasa lubricante y provocar fugas. Por lo tanto, en estos casos debe utilizarse una grasa lubricante más espesa.
(3) Carga.
Elegir la grasa lubricante adecuada en función de la carga es un aspecto clave para garantizar una lubricación eficaz.
Para los puntos de lubricación de alta carga, debe seleccionarse una grasa lubricante con un aceite base de alta viscosidad, alto contenido en espesante y propiedades superiores de extrema presión y antidesgaste. La penetración cónica de la grasa lubricante está directamente relacionada con la carga que puede soportar durante su uso.
Para condiciones de carga elevada, debe seleccionarse una grasa lubricante con una penetración de cono menor (mayor viscosidad).
Si la aplicación implica cargas pesadas y de impacto, debe utilizarse grasa lubricante con aditivos de extrema presión, como las que contienen disulfuro de molibdeno.
(4) Condiciones medioambientales.
Las condiciones ambientales se refieren al entorno de trabajo y los medios circundantes del punto de lubricación, como la humedad del aire, el polvo y la presencia de sustancias corrosivas.
En ambientes húmedos o situaciones que impliquen contacto con el agua, debe seleccionarse una grasa lubricante resistente al agua, como las grasas a base de calcio, a base de litio, calcio complejo o calcio sulfonato complejo. En condiciones severas, debe utilizarse grasa lubricante antioxidante en lugar de grasa a base de sodio con poca resistencia al agua.
En entornos con medios químicos fuertes, deben utilizarse grasas sintéticas resistentes a los medios químicos, como las grasas de fluorocarbono.
(5) Otros factores.
Además de los puntos mencionados, a la hora de elegir la grasa lubricante también debe tenerse en cuenta su rentabilidad.
Esto implica un análisis exhaustivo de si el uso de la grasa prolonga el ciclo de lubricación, el número de adiciones de grasa, el consumo de grasa, la tasa de fallos de los rodamientos y los costes de mantenimiento, entre otros factores.
(6) Relación entre la viscosidad de la grasa y su aplicación.
Tabla: Campo de aplicación en función de la viscosidad de la grasa.
| Grado NLGI | Ámbito de aplicación |
| Grado 000, Grado 00 | Se utiliza principalmente para lubricar engranajes abiertos y cajas de cambios. |
| 0 Grado | Se utiliza principalmente para lubricar engranajes abiertos, cajas de engranajes o sistemas de lubricación centralizada. |
| 1 Grado | Se utiliza principalmente para lubricar rodamientos de agujas o rodamientos de rodillos que funcionan a altas velocidades. |
| 2 Grado | El más utilizado para lubricar rodamientos antidesgaste que funcionan con carga media y velocidad media. |
| 3 Grado | Se utiliza principalmente para lubricar cojinetes antidesgaste que funcionan con cargas y velocidades medias, así como cojinetes de ruedas de automóviles. |
| 4 Grado | Se utiliza principalmente para lubricar cojinetes y collarines de ejes en bombas de agua y otras aplicaciones de alta carga y baja velocidad. |
| 5º grado, 6º grado | Se utiliza principalmente para la lubricación en condiciones especiales, como la lubricación del cuello del molino de bolas. |
Indicadores de referencia de fallo de la grasa
| Proyecto | Indicadores de referencia para el fallo de la grasa lubricante |
| Punto de goteo | La grasa lubricante debe desecharse cuando el punto de gota se sitúe dentro de los rangos siguientes: 1. El punto de gota (temperatura) de la grasa lubricante a base de litio desciende por debajo de 140°C. 2. El punto de gota (temperatura) de la grasa lubricante compuesta a base de litio desciende por debajo de 200°C. 3. El punto de gota (temperatura) de la grasa lubricante a base de calcio desciende por debajo de 50°C. 4. El punto de gota (temperatura) de la grasa lubricante compuesta a base de calcio desciende por debajo de 180°C. 5. El punto de gota (temperatura) de la grasa lubricante a base de sodio desciende por debajo de 120°C. |
| Viscosidad | Cuando la penetración del cono de la grasa lubricante cambia en más de +20%, la grasa debe ser desechada. |
| Contenido de aceite | Si el porcentaje del contenido de aceite de la grasa lubricante usada con respecto al contenido de aceite de la grasa nueva es inferior a 70%, la grasa debe desecharse. |
| Contenido de ceniza | Cuando la tasa de cambio del contenido de cenizas de la muestra analizada supere 50%, la grasa deberá desecharse. |
| Corrosión | Si la grasa lubricante no supera la prueba de corrosión de la banda de cobre, debe desecharse. |
| Oxidación | Cuando la grasa lubricante genera un fuerte olor a rancio, o el valor ácido de la grasa a base de litio supera los 0,3mg/g (KOH), debe sustituirse por grasa nueva. |
| Impurezas mecánicas | Si se mezclan partículas mayores de 125μm en la grasa lubricante durante el uso, debe sustituirse por grasa nueva. |
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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