Por:

PEDRO ALBARRACIN AGUILLON INGENIERO MECANICO UdeA ENERO 7 DE 2004

MEDELLÍN - COLOMBIA

INTRODUCCION

La lubricación de los equipos rotativos de las plantas industriales debe estar basada en las recomendaciones de lubricación de los fabricantes de los equipos rotativos, la cual se encuentra consignada en el catálogo de mantenimiento y de operación. Es muy importante para poder garantizar la correcta lubricación de los equipos rotativos elaborarle a cada uno de ellos la carta de lubricación, actualizar, por lo menos cada 2 años, la de los equipos rotativos que ya cuentan con ella y manejar de manera sistemática, mediante la utilización de un software, esta información, de tal manera que en cualquier momento se puedan adicionar las cartas de lubricación de los nuevos equipos rotativos, eliminar las de los equipos rotativos que ya no existen en las plantas ó hacer los cambios que se desee.

CARTAS DE LUBRICACIÓN

Los siguientes son los aspectos más importantes que se deben tener en cuenta para llevar a cabo la actualización ó elaboración de las cartas de lubricación de los equipos rotativos y otros aspectos relacionados con ellas:

1- La recolección de la información de lubricación en la planta se debe hacer en compañía del supervisor de mantenimiento y del encargado de lubricar los equipos rotativos que puede ser un mecánico de mantenimiento ó el lubricador.
2- Se pueden tomar como base las cartas de lubricación ya existentes.
3- Se debe colocar en el formato de la carta de lubricación, el nombre de la empresa, el departamento, la planta, la sección y el nombre del equipo con su respectivo código. Si los departamentos, plantas y secciones tienen código se debe colocar.
4- La información de lubricación se debe recopilar ó actualizar para cada uno de los mecanismos de los componentes de los equipos rotativos. Por ejemplo, si se tiene el caso del equipo rotativo de una planta de cemento como el del Molino triturador de arcilla, los componentes de este equipo rotativo serían: el motor eléctrico, el reductor de velocidad y el molino de bolas. Los mecanismos serían: - para el motor eléctrico: rodamiento lado ventilador y rodamiento lado acople (para cada uno de ellos es necesario tomarle los datos de lubricación, debido a que están ubicados en diferentes puntos), - para el reductor de velocidad: engranajes y rodamientos (en este caso es un solo dato debido a que estos mecanismos están alojados en la misma carcasa del reductor de velocidad), - para el molino de bolas: cojinete liso lado exterior y cojinete liso lado acople (para cada uno de ellos es necesario tomarle los datos de lubricación, debido a que están ubicados en diferentes puntos).
5- Si el equipo rotativo tiene más de un componente igual, se deben colocar cada uno de ellos por separado e identificarlos correctamente, por ejemplo, si el molino tuviese dos reductores de velocidad, que trabajan en serie ó tandem (uno detrás del otro), se podrían identificar como: reductor de velocidad salida motor eléctrico y el otro como reductor de velocidad transmisión molino de bolas. El procedimiento para los componentes y mecanismos de estos dos reductores de velocidad es el mismo que se describió anteriormente. En la carta de lubricación deben estar incluidos aquellos mecanismos cuya lubricación sea sellada (ó sea que vienen con lubricación de por vida), como en el caso de la mayoría de los rodamientos de los motores eléctricos.
6- Se deben consultar los catálogos de mantenimiento y operación de los fabricantes de los equipos rotativos con el fin de verificar si el tipo de lubricante que él especifica si corresponde al que se está utilizando, de lo contrario es necesario cambiarlo por el que él recomienda.
7- Lo datos que están contemplados en el formato donde se recopila la información de las cartas de lubricación se llenan de la siguiente manera:

1. Planta: nombre de la planta y código.
2. Sección: nombre de la sección y código.
3. Equipo: nombre del equipo rotativo y código.
4. Componente: se describe el componente y su ubicación en el equipo rotativo.
5. Mecanismo: se describe el mecanismo de la siguiente manera, por ejemplo, si el componente es un motor eléctrico y los rodamientos son lubricados se coloca por separado: rodamiento lado ventilador y rodamiento lado acople, y luego se consigna la información de lubricación de cada uno de estos rodamientos. Si es un reductor de velocidad se colocan como mecanismos, los engranajes y rodamientos. Si es un compresor alternativo de pistones se colocan como mecanismos el cigüeñal, cojinetes lisos y pistón, y así sucesivamente, se especifican los mecanismos de todos los componentes que se deben lubricar.
6. Temperatura de operación: se registra la temperatura de operación del mecanismo. Si es superior a la máxima permisible, el software sacará estos mecanismos en un listado, con el fin de corregir posteriormente las causas que la están originando. Las temperaturas de operación máximas permisibles para los diferentes mecanismos lubricados son: - reductores de velocidad: 50°C; bombas centrífugas: 60°C; gobernadores de velocidad: 60°C; turbinas de vapor: 80°C; motores eléctricos: 70°C; cojinetes lisos ó rodamientos de ventiladores: 50°C; y carter de compresores: 50°C.
7. Lubricante: se coloca el que están utilizando en la actualidad. Nombre del aceite ó de la grasa.
8. Tipo: se especifica si el lubricante es mineral ó sintético.
9. Grado ISO ó NLGI: se coloca el grado ISO de la viscosidad del aceite industrial ó la consistencia de la grasa en el sistema NLGI. Tanto el grado ISO del aceite industrial como la consistencia NLGI de la grasa, por lo regular es un número que va al final del nombre del lubricante.
10. Puntos a lubricar: se anotan el número de puntos que se deben lubricar en cada mecanismo; por lo regular es uno.

11. Método de lubricación: los más comunes son los siguientes:
· CA: Cambiar Aceite.
· RN: Revisar el Nivel del Aceite; normalmente se hace diariamente, y lo hace el personal de proceso.
· AA: Aplicar Aceite; por lo regular se hace con una aceitera y es un proceso a plena pérdida, ó sea el aceite se aplica y se consume.
· RE: Reengrase; se puede hacer con el equipo rotativo funcionando ó detenido; se lleva a cabo con una pistola engrasadora y se utiliza cuando el mecanismo tiene grasera. Se emplea principalmente en la lubricación de rodamientos de motores eléctricos.
· GE: Grasa Empacada; consiste en aplicarle grasa al rodamiento manualmente y dejarle una pequeña cantidad de reserva. Se debe hacer con el equipo rotativo detenido. Este sistema de lubricación se emplea, con frecuencia en los rodamientos de los ventiladores y de algunos motores eléctricos.
· AG: Aplicar Grasa; se realiza manualmente con una brocha ó con una espátula; se utiliza en la lubricación de guías, correderas, cadenas, etc, se debe hacer con el equipo rotativo detenido.
· AU: Lubricación Automática; ya sea por niebla ó por goteo, en este caso se tiene en cuenta aplicarle lubricante (grasa ó aceite) al depósito de lubricante del equipo rotativo.
* 12. Cantidad: se especifica la cantidad de aceite, en galones ó de grasa, en bombazos, que lleva el mecanismo que se está lubricando.
*13. Unidad: se especifica, en el caso de aceite, en galones ó litros y en el de la grasa, kilos, libras ó gramos.
*14. Tiempo: se consigna el tiempo que demora la persona lubricando el mecanismo; este dato lo da el supervisor de mantenimiento ó el lubricador.
*15. Método de lubricación: se especifica si la lubricación se hace con el equipo rotativo en marcha ó parado.
*16. Frecuencia: se especifica la frecuencia con la cual se debe lubricar el mecanismo; se especifica en semanas ó en meses.
*17. Fecha de la próxima lubricación: se pregunta cuando fue la última vez que lubricaron el mecanismo y se le suma la frecuencia de lubricación, luego se halla la fecha de la próxima lubricación.
*18. Temperatura de operación: con la pistola de luz infrarroja se le toma la temperatura al mecanismo, en °C ó en °F.
*19. Frecuencia de toma de muestras de aceite: se analiza primero si es necesario tomarle muestra de aceite al mecanismo; el criterio para hacerlo es: - si lleva más de 5 galones de aceite; - equipos rotativos críticos que pueden parar el proceso; - equipos rotativos muy costosos; - equipos rotativos con problemas de lubricación muy repetitivos. Si la temperatura de operación es mayor de 50°C la frecuencia de la toma de la muestra de aceite es cada mes y si es menor de esta temperatura es cada tres meses.
*20. Frecuencia de cambio del filtro de aceite: todos los equipos rotativos que tengan filtro de aceite se deben incluir en este programa. El cambio del filtro de aceite se debe especificar como CF y la frecuencia de cambio es cada tres meses.
*21. Colocar válvula de drenaje: se especifica como SI ó NO. A todos los equipos rotativos lubricados con aceite, se les debe colocar una válvula en el drenaje del depósito de aceite, de ½”, de bronce y de compuerta. La válvula de drenaje en la salida debe llevar un tapón.
*22. Tubo de ventilación: se especifica como SI ó NO. Todos los equipos rotativos lubricados con aceite deben contar con este elemento, que es una especie de tapón con unos pequeños orificios que permiten que los gases que genera el aceite salgan al exterior.
*23. Indicador de nivel de aceite: se especifica como SI ó NO. Todos los equipos rotativos lubricados con aceite deben contar con este elemento, que es un indicador de la cantidad de aceite que tiene el equipo rotativo. Puede ser del tipo “ojo de buey”, de tubo metálico, ó de tapón. La idea es que todos los equipos rotativos tengan del tipo de tubo, que es un tubo de acero inoxidable de 15 cm de longitud, con un tubo de vidrio en su interior.

8- Se debe tener mucho cuidado de que todos los equipos rotativos queden incluidos en el programa de lubricación, ó sea que todos cuenten con su respectiva carta de lubricación.
9- Se debe elaborar un listado con los diferentes tipos de aceites que se utilizan en la empresa.
10- Una vez elaboradas las cartas de lubricación de los equipos rotativos de las plantas, se estandarizan los lubricantes utilizados (tanto aceites como grasas), de tal manera que se utilice el menor número posible de ellos y que sean de la misma marca.
11- Se elabora una tabla de equivalencias entre los lubricantes que se están utilizando y los de otras marcas, que sean comerciales en el lugar donde está ubicada la empresa. Se debe especificar su costo en cada marca.
12- Una vez que se halla revisado la información de las cartas de lubricación de todos los equipos rotativos, se procede a consignar esta información en el software que este utilizando la empresa.
13- Se imprimen todas las cartas de lubricación y se colocan en un fólder laminado.
14- Se saca el listado, por tipo de aceite y grasa, de la cantidad de rótulos metálicos que es necesario pegarle a los mecanismos lubricados, se mandan a fabricar y se pegan en cada punto.
15- Los rótulos metálicos deben tener las siguientes características: material en acero inoxidable, de 4 cm de diámetro, pintado con el color que identifica el tipo de lubricante a aplicar, marcado con el nombre del lubricante, la marca, el grado ISO, SAE ó NLGI.
16- La toma de muestras de aceite y el cambio de filtros de aceite se deben programar por medio del software.

MANUAL DE LUBRICACION

El manual donde se coloquen las cartas de lubricación debe llevar la siguiente información:

1. Una introducción donde se especifica el objetivo del estudio de lubricación, contenido del manual, las características de las cartas de lubricación, etc.
2. Las cartas de lubricación laminadas.
3. Listado de los lubricantes utilizados.
4. Equivalencias con otras marcas de lubricantes.
5. Código de colores para identificación de los lubricantes.
6. Número de aceiteras y sus características para cada uno de los aceites utilizados.
7. Número de pistolas engrasadoras y sus características para cada tipo de grasa utilizada.
8. Especificaciones del cuarto de lubricantes, ubicación, forma de almacenar los tambores de grasa y de aceite, elementos necesarios para manipular los lubricantes.
9. Especificaciones del carro de lubricación portátil para transportar los lubricantes a las plantas.
10. Listado de los equipos rotativos a los cuales se les debe cambiar el filtro de aceite.
11. Listado de los equipos rotativos a los cuales se les debe tomar muestra de aceite.
12. Listado de los equipos rotativos a los cuales se les debe colocar válvula de drenaje.
13. Listado de los equipos rotativos a los cuales se les debe colocar tubo de ventilación.
14. Listado de los equipos rotativos a los cuales se les debe colocar indicador del nivel de aceite.
15. Listado de los equipos rotativos a los cuales se les debe enfriar el aceite.

SELECCIÓN DEL LUBRICANTE

En la Tabla No 1 se especifica en forma aproximada, la viscosidad del aceite, tanto mineral como sintético, y la consistencia de la grasa, que es necesario utilizar de acuerdo con el equipo rotativo que se vaya a lubricar. Estas recomendaciones solo se deben utilizar, cuando no se conozcan las especificaciones de lubricación del fabricante del equipo rotativo y no sea factible calcular el tipo de lubricante que se debe utilizar en un momento dado.

Tabla No1
Grado ISO del aceite y NLGI de la grasa
para diferentes equipos rotativos

No	APLICACIÓN	TIPO DE LUBRICANTE
		MINERAL		SINTETICO
		ACEITE	GRASA	ACEITE	GRASA
01	Turbinas de vapor
	· Lubricación por anillo y temperatura de operación hasta 80°C.	ISO 68		ISO 46
	· Lubricación por anillo y temperatura de operación mayor de 80°C y hasta 130°C.	ISO 220		ISO 46
	· Lubricación por presión, con filtro y enfriador de aceite.	ISO 68		ISO 46
02	Turbinas de gas
	· Lubricación por circulación.			ISO 22
03	Motores eléctricos
	· Velocidad hasta 1.800 rpm	ISO 68		ISO 46	NLGI 2
	· Velocidad entre 1.800 y 3.600 rpm.	ISO 32		ISO 46	NLGI 2
04	Bombas
	· Centrífugas	ISO 68		ISO 46	NLGI 2
	· Alternativas	ISO 150		ISO 100	NLGI 2
05	Compresores alternativos para aire y refrigeración
	· Carter y cilindro, para presiones de descarga menores de 150 psig	ISO 68		ISO 46
	· Carter, para presiones de descarga iguales ó mayores a 150 psig.	ISO 150		ISO 100
	· Cilindro, para presiones de descarga iguales ó mayores a 150 psig.	ISO 200 o 320		ISO 150
06	Compresores alternativos para H2
	· Carter			ISO 150
	· Cilindro			ISO 100
07	Compresores centrífugo
	· Cojinetes lisos	ISO 32 o 46		ISO 32
08	Compresores de tornillo de cámara de compresión seca
	· Engranajes y rodamientos	ISO 220		ISO 150
09	Compresores de tornillo de cámara de compresión húmeda
	· Rodamientos y tornillos, y velocidad de 1.800 rpm.	ISO 68		ISO 46
	· Rodamientos y tornillos, y velocidad de 3.600 rpm.	ISO 32		ISO 32
10	Turbocompresores
	· Cojinetes lisos y acoples.	ISO 32 o 46		ISO 32
	· Sistema de aceite de sello.	ISO 32 o 46		ISO 32
11	Turbogeneradores
	· Cojinetes lisos y acoples.	ISO 32 o 46		ISO 32
12	Ventiladores de calderas
	· Lubricación por anillo.	ISO 68		ISO 46
13	Bombas dosificadoras de químicos
	· Reductor sinfín-corona.	ISOEP320		ISOEP220
	· Diafragma.	ISO 68		ISO 46
14	Reductor de velocidad accionado por turbina de vapor
	· Engranajes y rodamientos.	ISO 68		ISO 46
15	Incrementador de velocidad
	· Engranajes y rodamientos.	ISO 46		ISO 32
16	Sopladores de lóbulos
	· Engranajes y rodamientos.	ISO 220		ISO 150
17	Ventilador de Hornos
	· Rodamientos.				NLGI 2
18	Motores eléctricos y bombas lubricados por niebla de aceite
	· Rodamientos.	ISO 68		ISO 46
19	Gobernadores de velocidad
	· Contrapesas y guías.	ISO 68		ISO 46
20	Sistemas hidráulicos
	· Servo-válvulas.	ISO 68		ISO 46
21	Lubricación de corrugadores y molinos papeleros
	· Cojinetes lisos.	ISO 220		ISO 150
22	Lubricación de molinos de bola
	Cojinetes lisos	ISO 460EP		ISO320EP
23	Reductor de sinfín-corona
	· Engranajes y rodamientos.	ISO 320 a 680		ISO 320EP
24	Cadenas de transmisión
	· Rodillos y eslabones.	ISO 220 a 460		ISO 220
25	Acoples de piñones
	· Piñones y carreta.		NLGI 2 con MoS2		NLGI con MoS2
	Notas: (1) Los grados ISO recomendados solamente se deben tomar como una guía, para seleccionar la viscosidad del aceite requerido para los diferentes equipos rotativos. (2) La selección de la viscosidad del aceite sintético requerido se debe hacer teniendo en cuenta el grado ISO del aceite mineral, la temperatura de operación y el índice de viscosidad de la familia del aceite sintético que se va a utilizar.

CASO DE LA SEMANA PITTING EN ENGRANAJES POR ROMPIMIENTO DE LA PELÍCULA EP COMENTARIOS DEL INGENIERO PATRICK VAN DE WALLE LUBRICANTES VENOCOVALENCIA - VENEZUELA ENERO 21 DE 2004

Quiero hacer una pequeña observación sobre el caso del pitting en los dientes de los engranajes, publicado por INGENIEROS DE LUBRICACIÓN LTDA, en el artículo del día 7 de enero de 2004, titulado: PITTING EN ENGRANAJES POR ROMPIMIENTO DE LA PELÍCULA EP. Es bien conocido que el pitting es el resultado de sobrecargas y no tiene mayor dependencia de la lubricación, sea buena ó deficiente. La sobrecarga que ocasiona el pitting puede ocurrir por varios motivos: · Vibraciones: muy comunes en los reductores de velocidad y más con dientes rectos, que incluso pueden estar vinculadas a resonancia entre la velocidad del engrane y la frecuencia natural del sistema. Las vibraciones se traducen en cargas de impacto, que son muy superiores (mínimo dos veces la nominal) a la carga real que actúa sobre los dientes de los engranajes. · Desalineación: la falta de paralelismo entre los ejes ó la distancia incorrecta entre ejes, incluso por coeficiente de dilatación térmica al calentarse el reductor de velocidad (debido a las pérdidas de energía por fricción), puede reducir el área efectiva de carga, lo que en definitiva es sobrecarga. Si los engranajes operan a temperaturas superiores a las calculadas para que coincidan los diámetros primitivos, se produce un acercamiento de los ejes por efecto de dilatación térmica que puede llegar a producir interferencia. También, si existe el "escalón de desgaste" correspondiente a aproximadamente el 0,2 x módulo en la base de los dientes, se logra la interferencia (con elevadas vibraciones) entre la cabeza del diente y el mencionado escalón de desgaste con el resultado de vibraciones catastróficas. · Material de los engranajes: si el material resulta muy débil por error de diseño, se considera sobrecarga. · Irregularidades en la superficie efectiva de carga: si la lubricación resulta deficiente y se producen irregularidades en la superficie, se produce un deslizamiento con vibraciones que incrementa la carga. · Cierre de corona: muchas coronas ó engranajes de grandes dimensiones constan de dos mitades. El continuo esfuerzo sobre los pernos e incluso el incremento de temperatura puede llegar a aflojar ligeramente estos pernos. Esto se traduce en dos "golpes" por revolución al haber mayor distancia entre los dos dientes que están a cada lado de la unión. El efecto es una sobrecarga cíclica sobre todos los dientes del piñón que puede afectar la superficie de carga del diente, desmejorando el engrane, produciendo vibración (sobrecarga) y problemas de lubricación. Hay otras posibles causas de sobrecargas que no ameritan ser mencionadas. Por lo expuesto, considero conveniente un análisis de vibraciones y de alineación. La alineación es muy simple de chequear: Distancia entre cabeza de diente piñón y valle de corona para distancia entre ejes. El paralelismo entre ejes se determina con el uso de un pirómetro durante la operación del piñón; se mide la temperatura a unos 5 cm del borde izquierdo del diente en el flanco de carga y luego a unos 5 cm del borde derecho. La diferencia máxima entre las dos mediciones depende de las revoluciones del equipo, pero para hornos rotativos de grandes dimensiones (asumo que lo es por ser una fabrica de cemento) no debería superar los 3° y 4° para Molinos de bolas. La condición teórica ideal es "cero" diferencia. Para verificar si la corona está ovalada ó presenta "cabeceo" se recomienda medir la uniformidad de la temperatura en cada uno de los lados; si a lo largo de un giro completo en operación normal se mantiene constante la temperatura a lo largo de toda la periferia de la corona (con termómetro de infrarrojo) se puede descartar cualquier desviación mayor que pueda llegar a ser preocupante. Reitero que para esto se mide la temperatura cercana al borde, con un ángulo (señalado por el láser) que permita incluir el diámetro primitivo (ó sea, no muy tangencial), durante al menos una revolución de la corona y se revisan las fluctuaciones de la temperatura. En la corona no se comparan las temperaturas entre ambos extremos (esto se hace solo en el piñón), sino la constancia de la temperatura por cada extremo. Dadas las condiciones severas de operación (alta carga, alta temperatura, baja velocidad y posible contaminación por movimiento axial del horno que dificulta sellado) usualmente recomendamos el uso de lubricantes con aditivos sólidos.