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potencia es alta y en bombas de alta velocidad, el cojinete de empuje es del tipo plano. La figura N°

11-12 muestra el diagrama de un cojinete plano

de empuje axial de zapatas pivotantes.

Los cojinetes de empuje plano son capaces de operar soportando altas fuerzas y altas velocidades. Sonhidrostáticos, la lubricación para este tipo de cojinete debe ser lubricación forzada

(este tipo de lubricación se tratara en el próximo capítulo).

El cojinete de empuje hidrostático es básicamente un disco rotatorio que se desliza sobre un disco liso o de anillos segmentados, que con el suministro de la lubricación forzada y el movimiento del anillo forman una cuña de lubricación.

Figura N° 11-12.- Diagrama de un cojinete plano

de empuje axial.

Fuente:www.waukbearing.com/downloads/DHB5A.pdf

El espesor de la película que forma la cuña en cojinetes axiales pequeños es de 5m (0,0002

pulgadas) y hasta 50m (0,002 pulgadas) en

cojinetes grandes.

El API 610/ISO 13709 recomienda para las bombas que necesitan la instalación de cojinetes de empuje plano que ellos deben ser hechos con estructura o base de acero, con superficie recubierta con “Babditt”, y de segmentos multiples o “multi-pads”. Además indica que deben ser dimensionados para soportar el mismo empuje axial en ambas direcciones y con dispositivos que permitan la presurización continua de aceite lubricante en cada una de las caras del cojinete. El cojinete debe tener dispositivos que permita la autonivelación para asegurar que cada segmento

o “pad” soporte fuerzas de la misma magnitud.

En cuanto a la capacidad de carga el API 610/ISO

13709 manda que el cojinete de empuje axial

debe ser dimensionado para la fuerza máxima continua. En estas condiciones de carga y a la velocidad de diseño se deben cumplir con los siguientes parámetros:

 El espesor de la película mínima de aceite lubricante debe ser de al menos

 La presión máxima por unidad de área debe ser de 3500 kPa (500 psi);

 La temperatura máxima en la superficie del “Babbitt” no debe superar los 130 °C (265

°F).

En bombas de alta energía y alta velocidad los fabricantes y los usuarios tienen preferencia por los cojinetes de empuje de almohadillas basculantes o “Tiltin Pad” debido a la robustez de estos diseños de cojinetes y la capacidad de estabilizar la cuña y la película de lubricación mediante la modulación de las almohadillas. Esta modulación ajusta la conicidad entre las dos superficies tribológicas facilitando el flujo de lubricantes evitando de esta forma la inestabilidad de la película lubricante y por consecuencia evitando vibraciones en el sistema. El principal problema observado en este tipo de cojinete son deficiencia en los acabados, en las holguras y deformaciones en las cajeras que causan inestabilidad en la película de lubricación.

La selección de los materiales de construcción del cojinete tiene una importancia capital en el buen desempeño de los cojinetes de empuje planos. La zonas de carga de los cojinetes planos son amplias y el eje se sostiene en películas de aceite de no mayores a 50m (0,002 pulgada).

En la superficie de los cojinetes se usan materiales suaves que el acero de los ejes, lo que permite la deformación del material en las zonas de mayor carga, facilitando el posicionamiento correcto del eje en la zona de carga, como es el caso del “Babbitt”; sin embrago la capacidad de los materiales blandos para soportar las fuerzas a fatiga son mínimas.

Para mejorar la resistencia de los cojinetes planos se utilizan combinaciones de materiales como por ejemplo una superficie de cobre o estaño con espesores de entre 127m y 508m (0,005 y

0,020 pulgadas) de espesor sobre una base de acero, fundición de hierro, aluminio, etc.

12.- LUBRICACIÓN

La lubricación es un elemento importante para el funcionamiento de las bombas centrífugas porque facilita el movimiento del rotor durante el proceso de transmisión de energía al fluido, a través de la reducción de la fricción de los cojinetes. Se puede afirmar que la lubricación es fundamental para el buen funcionamiento del sistema de bombeo; ya que un método o sistema de lubricación efectivo minimiza la posibilidad de fallas.

La lubricación es un proceso por medio del cual se intenta reducir la fricción entre dos cuerpos que se encuentran en interacción uno contra otro generando un movimiento relativo entre ellos. Esta lubricación se logra mediante la

interposición una sustancia lubricante que se encarga de soportar la carga generada entre los cuerpos, de reducir la fricción y de disipar el calor generado por la interacción.

La fricción no es un villano y no solo tiene aspectos negativos, muchas acciones cotidianas tienen sustentación en la fuerza de fricción que permite que el hombre y los animales puedan caminar, permite el mantener los objetos en posición, etc. La ciencia que estudia desde una visión amplia todo el fenómeno de lubricación, fricción y desgaste es denominada Tribología. Los fenómenos tribológicos y la lubricación han estado presentes en la vida del hombre desde la antigüedad, existen evidencias de bisagras rudimentarias que datan de 4.000 años A.C. donde un eje de madera ligado a una puerta giraba en un pivote de piedra o cerámica. Existen registros gráficos del antiguo Egipto, de Asiría y otras grandes civilizaciones antiguas ubicados en hasta 2.400 años A.C. donde es posible observar la movilización de grandes bloques de piedra, estatuas y otros elementos de gran peso haciéndolos rodar mediante el uso de troncos de árboles que eran lubricadas con agua y grasa de animales. Para este periodo existían ruedas rudimentarias empleadas en carros pero para transportar cargas ligeras y para ser usados en actividades militares.

Los Griegos y luego los Romanos heredaron esta tecnología de estas civilizaciones anteriores a ellos. A partir de ruedas rudimentarias ellos desarrollaron tecnologías que permitieron la evolución de las ruedas usadas en carros, lo que permitió el transporte de mayores cargas y lograr mayores velocidades. Estas civilizaciones

también estudiaron los engranajes y los tornillos perfeccionándolos, además de mejorar los aceites lubricantes con base animal y vegetal para hacerlas eficientes. Durante la Edad Media el desarrollo de tecnología en el campo de la

Tribología se estancó, solo en Asia se tienen

noticias de progresos en el área de los cojinetes metálicos.

En el Renacimiento destacó el inventor

Leonardo da Vinci en la investigación de la

lubricación, el deslizamiento y el desgaste introduciendo el concepto del coeficiente de fricción y proponiendo diferentes tipos de cojinetes, tanto de elementos rodantes como planos. La explosión y expansión de los conceptos de la Tribología y de la lubricación se dio en el siglo XVI con la Revolución Industrial y a partir del año 1.800, cuando se introduce ya de forma industrial los aceites lubricantes minerales, que permitió a las maquinarias trabajar a mayores velocidades y con mayores cargas debido a la mayor estabilidad y resistencia de este tipo de lubricante.