tema iii 2013 cojinetes metal babitt

8/13/2019 Tema III 2013 Cojinetes Metal Babitt

1/34

COJINETESCOJINETES


2/34

La función de un cojinete es soportar una carga y al mismoLa función de un cojinete es soportar una carga y al mismotiempo permitir el movimiento relativo entre dos elementos detiempo permitir el movimiento relativo entre dos elementos deuna máquina. Los cojinetes se clasifican en dos grupos: una máquina. Los cojinetes se clasifican en dos grupos:

Cojinetes Cojinetes

Cojinetes de superficie plana (Chumaceras) Cojinetes de superficie plana (Chumaceras)Cojinetes con contacto de rodadura (Rodamientos) Cojinetes con contacto de rodadura (Rodamientos)


3/34

COJINETES DE SUPERFICIE PLANA COJINETES DE SUPERFICIE PLANA

Elementos de máquinas que se emplean para guiar árboles yElementos de máquinas que se emplean para guiar árboles yejes, permitiendo que giren las piezas libremente soportandoejes, permitiendo que giren las piezas libremente soportandolas cargas que actúan sobre éstos. Los cojinetes de superficielas cargas que actúan sobre éstos. Los cojinetes de superficie

plana trabajan con fricción por deslizamiento. plana trabajan con fricción por deslizamiento.


4/34

PARTES DE UN COJINETE DE SUPERFICIE PLANA PARTES DE UN COJINETE DE SUPERFICIE PLANA


5/34

APLICACIONES DE LOS COJINETESAPLICACIONES DE LOS COJINETESDE SUPERFICIE PLANA DE SUPERFICIE PLANA

Aunque se sabe que existen perdidas asociadas por el rozamiento,Aunque se sabe que existen perdidas asociadas por el rozamiento,la aplicación de estos elementos de maquina es amplio: la aplicación de estos elementos de maquina es amplio:

Para mecanismos de marcha lenta y poca responsabilidad.Para mecanismos de marcha lenta y poca responsabilidad.

En montajes con dimensiones diametrales muy pequeñas.En montajes con dimensiones diametrales muy pequeñas.En apoyos de árboles acodados, ej. los cigüeñales En apoyos de árboles acodados, ej. los cigüeñales

Para trabajar en medios agresivos, por ejemplo el agua salada.Para trabajar en medios agresivos, por ejemplo el agua salada.

En máquinas con vibraciones, fuertes sacudidas o golpes, como lasEn máquinas con vibraciones, fuertes sacudidas o golpes, como las prensas prensas

Para guiar árboles con elevada precisión.Para guiar árboles con elevada precisión.

En árboles extra pesados, donde colocar un rodamiento sería caro, ya queEn árboles extra pesados, donde colocar un rodamiento sería caro, ya que

debe fabricarse a pedido.debe fabricarse a pedido.


6/34

CLASIFICACION DE LOSCLASIFICACION DE LOSCOJINETES DE SUPERFICIE PLANA COJINETES DE SUPERFICIE PLANA

Estos se clasifican mediante dos criterios fundamentales Estos se clasifican mediante dos criterios fundamentales

Según la dirección que soportan las cargas: Según la dirección que soportan las cargas:

Radiales RadialesAxialesAxialesRadio Radio- -Axiales Axiales


7/34

Según las condiciones de lubricación que se establecenSegún las condiciones de lubricación que se establecendurante su funcionamiento: durante su funcionamiento:

Hidrodinámica Hidrodinámica

Hidrostática HidrostáticaLimite Limite


8/34

Hidrodinámica

La La lubricación lubricación hidrodinámica hidrodinámica es es la la separación separación de de componentes componentes por por un un colchón colchón de de aceite aceite que que se se forma forma hidrodinámicamente hidrodinámicamente.. En Enun un motor,motor, la la mayoría mayoría de de la la lubricación lubricación de de los los cojinetes cojinetes es es

proporcionada proporcionada por por este este colchón colchón hidrodinámica hidrodinámica..

Cuando Cuando la la quema quema de de combustible combustible empuja empuja el el pistón pistón hacia hacia abajo abajocontra contra su su biela biela y y el el cojinete cojinete para para forzar forzar el el giro giro del del cigüeñal,cigüeñal,necesitamos necesitamos un un colchón colchón de de aceite aceite para para reducir reducir la la fricción fricción y y el eldesgaste desgaste.. La La formación formación de de la la película película hidrodinámica hidrodinámica depende dependede de la la geometría, geometría, velocidad velocidad de de la la máquina,máquina, la la carga carga que que lleva lleva y y la la

viscosidad viscosidad del del aceite aceite..En En un un motor,motor, también también depende depende de de la la presión presión del del aceite aceite y y la lacondición condición del del filtro filtro de de aceite aceite


9/34


10/34

Hidrostática Hidrostática

Se Se mete mete el el lubricante lubricante a a presión presión entre entre ambas ambassuperficies superficies.. La La presión presión es es muy muy considerable considerable.. La La película película de de lubricante lubricante no no se se mueve,mueve, y y se se puede puede utilizar utilizar aceites aceites así así como como agua agua o o simplemente simplementeaire aire..

Las Las superficies superficies de de soporte soporte de de carga carga del del cojinete cojinete se seencuentran encuentran separadas separadas por por una una película película de de lubricación lubricaciónrelativamente relativamente gruesa, gruesa, para para prevenir prevenir el el contacto contacto de demetal metal con con metal metal.. La La lubricación lubricación hidrodinámica hidrodinámica no nodepende depende de de la la introducción introducción del del lubricante lubricante a a presión, presión,aunque aunque puede puede ocurrir ocurrir; ; pero pero requiere requiere la la existencia existencia de de un unsuministro suministro adecuado adecuado todo todo el el tiempo tiempo.. También También se se llama llama de de

película película completa completa o o fluida fluida..


11/34

Límite Límite

Se refiere a situaciones en las cuales un área de contactoSe refiere a situaciones en las cuales un área de contactoinsuficiente, una caída en la velocidad de la superficie móvil,insuficiente, una caída en la velocidad de la superficie móvil,una reducción en la cantidad de lubricante suministrado aluna reducción en la cantidad de lubricante suministrado alcojinete, un incremento en la carga del cojinete o un aumentocojinete, un incremento en la carga del cojinete o un aumentoen la temperatura del lubricante, provoca disminución de laen la temperatura del lubricante, provoca disminución de la

viscosidad y evitan la acumulación de una películaviscosidad y evitan la acumulación de una películasuficientemente gruesa para impedir el contacto metal a metal.suficientemente gruesa para impedir el contacto metal a metal.La lubricación Límite o marginal es la situación menos deseableLa lubricación Límite o marginal es la situación menos deseable

porque permite que entren en contacto las asperezas porque permite que entren en contacto las asperezassuperficiales y se desgasten con rapidez.superficiales y se desgasten con rapidez.


12/34

ELEMENTOS FUNDAMENTALES PARA ELELEMENTOS FUNDAMENTALES PARA ELFUNCIONAMIENTO DE LOS COJINETES DEFUNCIONAMIENTO DE LOS COJINETES DE

SUPERFICIE PLANA SUPERFICIE PLANA

Lubricación Lubricación

La función de los lubricantes es disminuir las pérdidas porLa función de los lubricantes es disminuir las pérdidas porrozamiento y el desgaste de las superficies de los elementos enrozamiento y el desgaste de las superficies de los elementos enmovimiento que componen el cojinete. El lubricante es tambiénmovimiento que componen el cojinete. El lubricante es tambiénimportante para disipar el calor que se produce durante elimportante para disipar el calor que se produce durante elfuncionamiento, trasladar los productos del desgaste, y protegerfuncionamiento, trasladar los productos del desgaste, y proteger

las piezas contra la corrosión. Los lubricantes más conocidos sonlas piezas contra la corrosión. Los lubricantes más conocidos sonlos aceites y las grasas los aceites y las grasas ..


13/34

Materiales Materiales

Los materiales para cojinetes deben serLos materiales para cojinetes deben serseleccionados atendiendo a las condiciones de trabajo,seleccionados atendiendo a las condiciones de trabajo,el tipo de lubricación, el lubricante que emplea y losel tipo de lubricación, el lubricante que emplea y losmateriales del árbol que se apoya en él.materiales del árbol que se apoya en él.


14/34

Balanceo de turbinaBalanceo de turbina


15/34

Cojinetes grandes de 250 mm de diámetroCojinetes grandes de 250 mm de diámetroCojinetes pequeños de 180 mm de diámetroCojinetes pequeños de 180 mm de diámetro

COJINETES PARA TURBINAS HIDRÁULICASCOJINETES PARA TURBINAS HIDRÁULICAS

Costo de los dos cojinetes (uno grande y pequeño) para una turbinaCosto de los dos cojinetes (uno grande y pequeño) para una turbina Pelton Pelton

Es de 70000 dólares Es de 70000 dólares


16/34

Espesor del metal blanco = 8mm Espesor del metal blanco = 8mm

CONDICIÓN SUPERFICIAL DE COJINETES DETURBINA PELTON


17/34

Nombre Industrial Nombre Industrial ASTM B23 ASTM B23 Sn %Sn %(Estaño)(Estaño)

Sb %Sb %

(Antimonio)(Antimonio) Pb %Pb %

(Plomo)(Plomo) As % As %

(Arsénico)(Arsénico) Numero 13Numero 13 Grado 13Grado 13 5.55.5 -- 6.5 6.5 9.59.5 -- 10.5 10.5 BalanceBalance 0.25 (Máx.)0.25 (Máx.)

Ancla Fresa Ancla Fresa -- 4.04.0 -- 6.0 6.0 11.511.5 -- 12.5 12.5 BalanceBalance 0.25 (Máx.)0.25 (Máx.) DuriteDurite Grado 15 Grado 15 0.80.8 -- 1.2 1.2 14.514.5 -- 17.5 17.5 BalanceBalance 0.80.8 -- 1.41.4

EstrellaEstrella -- 5.05.0 -- 5.5 5.5 13.513.5 -- 14.5 14.5 BalanceBalance 0.300.30 -- 0.60 0.60 MagnoliaMagnolia -- 2.02.0 -- 4.0 4.0 13.013.0 – – 15.0 15.0 BalanceBalance 0.300.30 -- 0.60 0.60 Plata tonoPlata tono -- 1.01.0 -- 3.0 3.0 17.517.5 -- 18.5 18.5 BalanceBalance 0.25 (Máx.)0.25 (Máx.)

Real Real Grado 8 Grado 8 4.54.5 -- 5.5 5.5 14.014.0 -- 16.0 16.0 BalanceBalance 0.300.30 -- 0.60 0.60 Presión PesadoPresión Pesado Grado 7 Grado 7 9.39.3 -- 10.7 10.7 14.014.0 -- 16.0 16.0 BalanceBalance 0.300.30 -- 0.60 0.60

Sierra Guía Especial Sierra Guía Especial -- 9.09.0 -- 11.0 11.0 18.518.5 -- 19.5 19.5 BalanceBalance 0.25 (Máx.)0.25 (Máx.) Máximas Impureza Permitidas: Cu=0.50,Fe=0.10, Bi=0.10, Zn=0.005, Al=0.005, Cd=0.05 Máximas Impureza Permitidas: Cu=0.50,Fe=0.10, Bi=0.10, Zn=0.005, Al=0.005, Cd=0.05

PRESENTACIÓN DE BABBITT SEGÚN NORMA ASTM ENPRESENTACIÓN DE BABBITT SEGÚN NORMA ASTM ENBASE DE PLOMOBASE DE PLOMO

Ó Ú ÑÓ Ú Ñ


18/34

PRESENTACIÓN DE BABBITT SEGÚN NORMA ASTM EN BASE DE ESTAÑOPRESENTACIÓN DE BABBITT SEGÚN NORMA ASTM EN BASE DE ESTAÑO

Nombre Industrial Nombre Industrial ASTM B23 ASTM B23 Sn %Sn %(Estaño)(Estaño)

Sb %Sb %

(Antimonio)(Antimonio) Cu %Cu %

(Cobre)(Cobre) Pb %Pb %

(Plomo)(Plomo) Marina 11 DMarina 11 D -- 90.090.0 -- 92.0 92.0 4.54.5 -- 5.5 5.5 3.53.5 -- 4.5 4.5 0.35 (Máx.)0.35 (Máx.) Numero 1Numero 1 Grado1Grado1 90.090.0 -- 92.0 92.0 4.04.0 -- 5.0 5.0 4.04.0 -- 5.0 5.0 0.35 (Máx.)0.35 (Máx.)

Marina 11R Marina 11R -- 89.089.0 -- 89.5 89.5 7.57.5 -- 8.5 8.5 2.52.5 -- 3.0 3.0 0.35 (Máx.)0.35 (Máx.) Níquel GenuinoNíquel Genuino Grado 2 Grado 2 88.088.0 -- 90.0 90.0 7.07.0 -- 8.0 8.0 3.03.0 -- 4.0 4.0 0.35 (Máx.)0.35 (Máx.)

Marina 11Marina 11 -- 88.088.0 -- 90.0 90.0 5.55.5 -- 6.0 6.0 5.05.0 -- 5.5 5.5 0.35 (Máx.)0.35 (Máx.) 4x Níquel Genuino4x Níquel Genuino

Real Real -- 87.587.5 -- 89.5 89.5 7.257.25 -- 7.75 7.75 3.253.25 -- 3.75 3.75 0.35 (Máx.)0.35 (Máx.)

Gasóleo Especial Gasóleo Especial -- 87.587.5 -- 88.0 88.0 6.56.5 -- 7.0 7.0 5.05.0 -- 6.0 6.0 0.35 (Máx.)0.35 (Máx.) Numero 11Numero 11 Grado 11Grado 11 86.086.0 -- 89.0 89.0 6.06.0 -- 7.5 7.5 5.05.0 -- 6.5 6.5 0.35 (Máx.)0.35 (Máx.)

SAE 11SAE 11 -- 85.085.0 -- 87.0 87.0 7.07.0 -- 8.0 8.0 6.06.0 -- 7.0 7.0 0.35 (Máx.)0.35 (Máx.) Imperial GenuinoImperial Genuino -- 85.085.0 -- 87.0 87.0 6.56.5 -- 7.5 7.5 6.56.5 -- 7.5 7.5 0.35 (Máx.)0.35 (Máx.)

TurbinaTurbina -- 84.084.0 -- 86.0 86.0 6.56.5 -- 7.5 7.5 7.57.5 -- 8.5 8.5 0.35 (Máx.)0.35 (Máx.) Amateur Real Amateur Real -- 83.583.5 -- 84.0 84.0 8.08.0 -- 8.5 8.5 7.57.5 -- 8.5 8.5 0.35 (Máx.)0.35 (Máx.)

Estupendo ResistenteEstupendo Resistente Grado 3Grado 3 83.083.0 -- 85.0 85.0 7.57.5 -- 8.5 8.5 7.57.5 -- 8.5 8.5 0.35 (Máx.)0.35 (Máx.) Máximas Impureza Permitidas: Fe=0.08, As=0.10, Bi=0.08,Zn=0.005, Al=0.005, Cd=0.05 Máximas Impureza Permitidas: Fe=0.08, As=0.10, Bi=0.08,Zn=0.005, Al=0.005, Cd=0.05


19/34

EstaEsta micromicro estructuraestructura tienetiene trestres fasesfases.. LaLa primeraprimera fasefase alfaalfa δδ estáestácompuestacompuesta dede cristalescristales primariosprimarios enen formaforma dede cuboidescuboides ooprismáticosprismáticos dede unun compuestocompuesto dede SnSn--SbSb dede basebase cuadradacuadrada y y lalasegundasegunda fasefase betabeta ββ estaesta compuestacompuesta dede cristalescristales secundariossecundarios enenformaforma dede estrellaestrella oo agujasagujas constituidasconstituidas ricasricas enen CuCu--SnSn y y elel restoresto

dede colorcolor negronegro lele pertenecepertenece aa lala matrizmatriz blandablanda enen basebase dede SnSn..

INTRAMET ASTM

Microestructura Microestructura en base de Sn identificada como: en base de Sn identificada como: Babbitt Babbitt ASTM B 23 grado 3, atacada al 2% deASTM B 23 grado 3, atacada al 2% de Nital Nital, a 250X , a 250X

Sn % Sb % Cu %

84 8 8

É ÓÉ Ó


20/34

CUÑA DE TEMPLE DE METAL BABBITT 3 ORIGINAL CON SUS RESPECTIVOS ESPESORES YCUÑA DE TEMPLE DE METAL BABBITT 3 ORIGINAL CON SUS RESPECTIVOS ESPESORES YMICROESTRUCTURAS MICROESTRUCTURAS

MÉTODO PARA DIMENSIONAR EL ESPESOR ÓPTIMO DELMÉTODO PARA DIMENSIONAR EL ESPESOR ÓPTIMO DELREMETALADO REMETALADO

e

e2=8mm

e1=2mm

e3=14mm

e4=20mm

e5=24mm

solución


21/34

CÁLCULOS DE PESOS PARA COJINETES ENCÁLCULOS DE PESOS PARA COJINETES ENBASE DE Sn y PbBASE DE Sn y Pb

V m

gramos gramos de de Babbitt Babbitt 3 3 ( (52 52kg) kg)

gramos de Babbitt 13 (145kg) gramos de Babbitt 13 (145kg)

51996697046,7m

1449911442705,10m

Solución con 20mm deespesor


22/34

CONSTRUCCIÓN DEL SEMI CONSTRUCCIÓN DEL SEMIMOLDE MOLDE METÁLICO METÁLICO

Solución con 20mm de espesor fondo fondo tapa


23/34

SEMIMOLDES ACOPLADOS A PARTES FUNDIDAS DE LOS COJINETES SEMIMOLDES ACOPLADOS A PARTES FUNDIDAS DE LOS COJINETES

FONDO TAPA


24/34

Búsqueda y Presentación del Babbitt en el mercadoBúsqueda y Presentación del Babbitt en el mercadomundial y localmundial y local

MaquinariasMaquinariasHenríquezHenríquez

BERABERA

INTRAMETINTRAMETnormalizadosnormalizadossegún normasegún norma

PK ESPECIAL

(base Sn)

ASTM B23

grado 1FEDERICO 8

(base Sn)

Sin

equivalencia

BERACO

(Base deplomo)

ASTM B23grado 7


25/34

ÍTEM DATOS RESULTADOS

1 Metales según norma ASTMEN COJINETES ORIGINALESASTM B23 grado 3ASTM B23 grado 13

2 Metales según norma ASTM

EXISTENTES EN EL MERCADO

ASTM B23 grado 1

ASTM B23 grado 73 Espesor del metal Babbitt a restituir en

cojinetes20 mm

4 Peso a restituir en cojinetes

ASTM B23 grado 3(52 kg)

ASTM B23 grado 13(145Kg)

RESULTADOS PARCIALES DE TODOS LOSRESULTADOS PARCIALES DE TODOS LOSCÁLCULOS CÁLCULOS


26/34


27/34

Valores (kilos)Valores (kilos) Aleación o elementosAleación o elementos

52 52 PK Especial (grado 1) PK Especial (grado 1)

2 2 Cobre (Cu) Cobre (Cu)

2 2 Antimonio (Sb) Antimonio (Sb)

= 56 = 56 ASTM B 23 GRADO 3 ASTM B 23 GRADO 3

Valores (kilos)Valores (kilos) Aleación o elementosAleación o elementos

95 95 Beraco (grado 7) Beraco (grado 7)

+ 55,48 + 55,48 Plomo(Pb) Plomo(Pb)

+ 1,52 + 1,52 Antimonio (Sb) Antimonio (Sb)

= 152 = 152 ASTM B 23 GRADO 13 ASTM B 23 GRADO 13

Pesos de la aleacionesPesos de la aleaciones Babbitt Babbitt 3 y 13 en laboratorio3 y 13 en laboratorio(Ciencia) (Ciencia)


28/34

Donde Donde: :

00 00 = = Son Son los los datos datos de de la la norma norma ASTM ASTM B B 23 23 grado grado 3 3 ( (20 20 o o C) C)

01 01= = Datos Datos del del metal metal Babbitt Babbitt 3 3 (ASTM (ASTM B B 23 23 grado grado 3 3) ) metalizado metalizado en en cojinetes cojinetes

02 02 = = Datos Datos de de lingotes lingotes de de 30 30 mm mm x x 300 300 m m de de largo largo preparados preparados en en Intramet Intramet los los cuales cuales si si

cumple cumple con con lo lo que que precisa precisa la la norma norma ASTM ASTM B B 23 23 grado grado 3 3

ítem

Ensayo de tracción Composición Química % Micro

estructuras 2% de Nital a

250X

Dureza

BHN Resistencia a(Mpa)

Limite de

Elasticidad (Mpa)

Sn Sb Cu

PRESENTACIÓN EN SECUENCIA DE FOTOS DEL 1PRESENTACIÓN EN SECUENCIA DE FOTOS DEL 1 88


29/34

PRESENTACIÓN EN SECUENCIA DE FOTOS DEL 1PRESENTACIÓN EN SECUENCIA DE FOTOS DEL 1--88DEL PROCESO DE METALIZADODEL PROCESO DE METALIZADO

ÍTEM FOTOS ÍTEM FOTOS

1 2

3 4

5 6

7 8

Ó

http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/5342/2/SALVADOR/2%20esta%C3%B1ar.MOV


30/34

3030

ÍTEM FOTOS ÍTEM FOTOS

9 10

11 12

13 14

15

PRESENTACIÓN EN SECUENCIA DE FOTOS DEL9-15 DEL PROCESO DE METALIZADO

http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/5342/2/SALVADOR/3%20bombear.MOV


31/34

3131

ítem Composición Química Microestructuras 2% de Nital a 250X

Dureza BHN Sn % Sb % Cu %

01 84,23 7,87 7,90 25

02 84,12 7,96 7,92 25

RESULTADOS DE ALEACIÒN BABBITT 3 EN BASE DEPLOMO

Donde:

01 = Babbitt 3 (ASTM B23 grado3) Metalizado en cojinetes originales

02 = Metalizado en Intramet acorde a la Norma ASTM B23 grado 3


32/34

COJINETES LISTOS PARA EL USOCOJINETES LISTOS PARA EL USO

COJINETES METALIZADOS

PREMECANIZADOS

Velocidad de operación 720rpm

Prueba acústica


33/34

COSTOS DE MATERIALES PARA EL

REMETALADO

COSTOS DE OPERACIONES AUXILIARES

TOTAL 6279,2

COSTO TOTAL DEL METALIZADO DE LOS 4 COJINETES = 6279,2 + 3100 = 9379,2 dólares

TOTAL 3100


34/34

tema iii 2013 cojinetes metal babitt

Documents