Investigación tribológica y reológica de la aplicabilidad de grasas lubricantes biogénicas como medio separador en sistemas de fricción altamente estresados

Existe una demanda creciente de grasas lubricantes respetuosas con el medio ambiente que actualmente solo puede satisfacerse parcialmente. El propósito de este trabajo es investigar fundamentalmente los efectos que los componentes de la grasa ejercen sobre las características reológicas y tribológicas resultantes. Se seleccionó un número limitado de componentes diferentes, es decir, cuatro aceites base diferentes y cuatro sistemas espesantes estructuralmente diferentes, que califican estas grasas como biolubricantes. Las dieciséis grasas se formularon en grados NLGI idénticos para eliminar la influencia de la consistencia en los resultados. Luego, estas grasas se sometieron a una serie de experimentos tribológicos en un banco de pruebas de nanotribómetro con la aplicación de cuatro fuerzas normales diferentes y dos combinaciones de materiales diferentes, lo que resultó en conjuntos individuales de tensiones hertzianas. Además, se realizaron observaciones de microscopía de fuerza atómica de todas las grasas modelo para dar evidencia de su configuración microestructural. Las grasas modelo también se investigaron reológicamente bajo diferentes situaciones de deformación. Por un lado, se monitoreó la respuesta del flujo en cizallamiento transitorio en pruebas rotacionales; por otro lado, las grasas se caracterizaron reológicamente tanto por las respuestas dependientes de la frecuencia como de la amplitud en cizallamiento oscilatorio de pequeña amplitud. Todos los resultados así encontrados también se evaluaron desde un punto de vista energético. Además, se realizaron una serie de pruebas bastante poco convencionales con las grasas modelo. Estas fueron pruebas de tracción con un reómetro de plato-plato donde se llenó un espacio definido con grasa y luego se sometió a una separación de los platos mientras se registraba la fuerza normal y pruebas de bola rebotadora donde una bola de acero golpeó una placa de acero cubierta de grasa después de haber caído una distancia preestablecida. En estas últimas pruebas se investigaron la altura de rebote resultante, la longitud del hilo de grasa dibujado y la marca de impacto. Los principales hallazgos de este trabajo se basan en las influencias que las diferentes polaridades del aceite base ejercieron sobre las características tribológicas y reológicas de la grasa. Por un lado, se revelaron en el tipo, la gravedad y la extensión de las marcas de desgaste producidas en las superficies de contacto de las pruebas tribológicas. Aquí se demostró que estas influencias de la polaridad del aceite base dependen en gran medida del sistema espesante aplicado y la combinación de materiales investigada. Incluso se ha demostrado que las influencias de la polaridad también pueden amortiguarse significativamente dependiendo de la combinación de materiales. Por otro lado, se detectaron influencias de la polaridad en el resultado de la investigación reológica de la grasa. Aquí se demostró que el grado con el que actúan depende en gran medida del sistema espesante empleado. También se ha demostrado que la polaridad del aceite base influyó en el porcentaje de espesante dependiendo del tipo de sistema espesante. En las pruebas de flujo de cizallamiento transitorio se ha intentado eliminar los resultados reológicos de este porcentaje de espesante. Esto se hace mediante la evaluación de la energía de activación, necesaria para la degradación estructural del espesante, revelando una gran diferencia entre las grasas basadas en aceites altamente polares y las basadas en aceites de baja polaridad. Se demuestra que este efecto también depende en gran medida del tipo de espesante aplicado. Este trabajo concluye con una disquisición sobre los efectos que ayudan a dilucidar los mecanismos de trabajo en el contacto de la grasa lubricada y que evocan resultados de desgaste individuales en todos los sistemas de grasa y combinaciones de materiales. Uno de estos efectos se refiere a los mecanismos que actúan con diferentes polaridades del aceite base y la influencia directa que ejercen sobre los resultados de desgaste. El otro efecto destaca los mecanismos que actúan en la estructura interna de la grasa que ha sido dilucidada mediante evaluación reométrica. También se demuestra que estos dos efectos se influyen mutuamente.

Autor: Martin Fiedler
Editorial: Createspace Independent Publishing Platform
Publicado: 10/03/2014
Páginas: 204
Tipo de encuadernación: Tapa blanda
Peso: 0.62 libras
Tamaño: 9.02 pulgadas de alto x 5.98 pulgadas de ancho x 0.43 pulgadas de profundidad
ISBN13: 9781502709875
ISBN10: 1502709872
Categorías BISAC:
- Tecnología e Ingeniería | Tribología

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