Lubricacin Elastohidrodinmica.Jos Garca Godoy.Aguayo Gmez Edgardo Omar.Ortiz Iiguez Francisco.Rodrguez De Luna Santiago.1A T/V

7 de Julio de 2011

Introduccin:

El concepto de Lubricacin Elastohidrodinmica es poco conocido. En trminos simples, es cuando las superficies en contacto se deforman en forma elstica o sea que se vuelven a su posicin inicial y la pelcula de lubricacin atrapada entre las superficies provee una lubricacin hidrodinmica microscpica.

Antecedentes:El propsito de la lubricacin es la separacin de dos superficies con deslizamiento relativo entre s de tal manera que no se produzca dao entre ellas. Se intenta con ello que el proceso de deslizamiento sea con el rozamiento menor posible. Para conseguir esto se intenta, que haya una pelcula de lubricante de espesor suficiente entre las dos superficies.

Los cuatro conceptos bsicos de lubricacin son:Lubricacin HidrodinmicaLubricacin marginalLubricacin mixtaLubricacin Elastohidrodinmica

Desarrollo del tema:La lubricacin de Elastohidrodinmica se puede definir as:Elasto: Elasticidad, la cresta de la irregularidad en el momento de la interaccin con la cresta de la otra superficie se deforma elsticamente sin llegar al punto de fluencia del material.Hidrodinmica: Una vez que ocurre la deformacin elstica, la pelcula de aceite queda atapada entre las rugosidades ; forma una pelcula hidrodinmica.

La Lubricacin Elastohidrodinmica se puede definir como una forma de lubricacin Hidrodinmica, donde la deformacin elstica de los cuerpos en contacto y los cambios de viscosidad con la presin juegan un papel fundamental.

La lubricacin Elastohidrodinmica es el tipo de lubricacin que ocurre en elementos altamente cargados donde la presin es tal que la deformacin elstica de las superficies metlicas influye considerablemente en la formacin del espesor de la pelcula.

La Lubricacin Elastohidrodinmica se presenta en mecanismos en los cuales las rugosidades de las superficies de friccin trabajan siempre entrelazadas y nunca llegan a separarse. En estos casos el lubricante se solidifica y las crestas permanentemente se estn deformando elsticamente . El control del desgaste y el consumo de energa depende de la pelcula adherida a las rugosidades.

Existen dos formas de Lubricacin Elastohidrodinmica:Lubricacin Elastohidrodinmica (llamada tambin dura) . Siglas LEF.Lubricacin Elastohidrodinmica suave. Siglas LES.

La primera esta relacionada con materiales con mdulo de elasticidad alto como en el caso de los metales (aceros, bronces, etc.). El espesor de capa fluida depende de diferentes factores tales como:

Viscosidad del lubricante.

Mdulos de elasticidad de las partes en contacto.

Velocidad relativa entre las superficies .

Carga que debe soportar.

Relacin geomtrica de radios de acuerdo a las superficies en contacto.

Coeficiente que relaciona la viscosidad del lubricante y la presin que soporta.

La LES esta relacionada con superficies en contacto cuyos coeficientes de elasticidad son ms bajos por ejemplo el caucho, la goma, los plsticos etc. En estos casos las deformaciones son muy grandes incluso con bajos niveles de carga. Este tipo de lubricacin en particular debe ser considerado en los implantes plsticos para articulaciones del cuerpo humano, como tambin donde exista contacto entre superficies metlicas y de goma.

DONDE SE GENERA:

La lubricacin elastohidrodinmica se genera en los contactos altamente cargados, que puede ser:- Lineales ( engranajes)- Puntuales ( rodamiento de bolas ).

CONSECUENCIAS DEL LUBRICANTE:

Como consecuencias de las cargas elevadas en los contactos se tienen:- Aumento de la viscosidad del aceite.- Deformaciones elsticas de los cuerpos.Dado que la viscosidad aumenta por el efecto de alta presin, por lo cual tambin la capacidad de carga aumenta.

La lubricacin elastohidrodinamica ocurre en el tren de tres vlvulas del motor, el diferencial, reductores y rodamientos de ruedas donde hay altas presiones. Ocasionalmente los anillos trabajan con la lubricacin elastohidrodinamica. Es la proteccin que tenemos cuando aumentan las presiones entre ambas piezas s ah cuando cambia nuestra viscosidad.

Pelculas de lubricacin Elastohidrodinmica:Esta refiere a el aceite lubricante que separa las superficies opuestas de un contacto concentrado . Las propiedades de esta pequea cantidad de aceite, por lo general son de 1m de espesor y 400 m travs de un punto de contacto, y que se somete a condiciones extremas de presin y corte, esto determina la eficiencia del mecanismo de lubricacin en contacto de rodamientos.

Efectos que contribuyen a la formacin de una capa Elastohidrodinmica.Los tres siguientes efectos juegan un papel importante en la formacin de pelculas de lubricacin Elastohidrodinmica. La formacin de la pelcula Hidrodinmica.La modificacin de la geometra de la pelcula de deformacin elstica.La transformacin de la viscosidad del lubricante y reologa y bajo presin.Los tres efectos actan al mismo tiempo y provocan la generacin de pelculas Elastohidrodinmica..

Transformacin de la viscosidad del lubricante y Reologa bajo presin.La geometra no uniforme de las superficies de contacto provoca una intensa concentracin de carga sobre un rea muy pequea para casi todos los contactos hertzianos.Cuando un lquido separa las dos superficies, la extrema presin muchas veces es superior a la encontrada en la lubricacin hidrodinmica .

La viscosidad del aceite y muchos otros lubricantes aumenta drsticamente con la presin , este fenmeno se conoce como piezoviscosidad. La relacin viscosidad-presin suele ser descrito por una ecuacin matemtica, conocida como ley de Barus:p = 0epdonde:p es la viscosidad del lubricante p y temperatura [Pas];0 es la viscosidad de la presin atmosferica y temperatura [Pas]; es el coeficiente de presin-viscosidad. [m2/N].

Temperatura de la superficie en conjuncin ente slidos, contacto y su efecto sobre EHL.La temperatura de la superficie tiene un fuerte efecto sobre la EHL, como es el caso de la hidrodinmica. Temperaturas elevadas disminuyen la viscosidad del aceite y por lo general disminuyen del coeficiente de presin-viscosidad. Una reduccin en cualquiera de estos parmetros reducir el espesor de la lubricacin necesaria para el funcionamiento estable de la EHL parcial.

La temperatura de contacto mxima es de inters particular de la ingeniera , especialmente en la prediccin de problemas relacionados con la temperatura de la superficie excesiva que puede dar lugar a transiciones en los mecanismos de lubricacin, cambios en las tasas de desgaste a travs de cambios estructurales en las capas superficiales, y el consiguiente fracaso de la mquina.

Referencias bibliogrficas:Gwidon stachowiak y Andrew Batchelor.( 2001) Engineering Tribology. Woburn MA: Butterworth-Heinemann.

Marcelo Tulio Piovan (2004). La formacin del Doctor Ingeniero como intelectual. Ctedra: Elementos de Mquinas. (paper)

Jechvarri, P. Lafont, E. Chacn y E. De la Guerra, A. Diaz (2010) Congreso Nacional de ingeniera Mecnica. Casociacin Espaola de Ingeniera Mecnica, Madrid, (paper).