Introduccin

Friccin. Estados de friccin

Desgaste y sus Consecuencias

Tipos de desgaste

Comportamiento tribolgico de un equipo

FRICCIN Y DESGASTE

Tribologa

Friccin

Desgaste

Lubricacin

Superficie ideal Macrodesviaciones Ondulaciones

Rugosidades

Micro rugosidades

- Geometria de la herramienta de corte - Condiciones de la maquina - Microestructura de la pieza de trabajo - Vibraciones del sistema

- Imperfecciones internas del material - Deformacion no uniforme de los granos - Procesos de corrosion y oxidacion al generar la superficie o al exponerla al medio ambiente

- Desviaciones peridicas desde la geometra de la superficie - Oscilaciones de bajo nivel del sistema mquina-herramienta-pieza de trabajo

- Errores de forma Superficie irregular - Falta de exactitud

Friction, Lubrication and wear technology. ASM Handbook. Volume 18

Componentes geomtricos de Una superficie slida

FRICCION MECANISMO DE DISIPACION DE ENERGIA

Introduction to Tribology. J. Halling

Representa un cambio permanente y por consiguiente, disipacin de energa

El trabajo desarrollado durante la deformacin es recuperado durante la descarga

Fractura

Deformacin pls=ca

Deformacin els=ca

Deformacin

Posibles causas de friccin

Friccin

Fluida

Pura Hidro-

dinmica

Gaseosa

Mixta Slida

Hidrost=ca

Metal-Metal

Estados de friccin

Friccin

Formas de reducir la friccin

Acabado superficial

Rodamiento por

deslizamiento Pelicula lubricante

Factores que condicionan la friccin: Carga Naturaleza de los materiales Acabado superficial

Asperezas agudas Asperezas dentadas

4

2

3

1

TIPOS DE DAOS CARACTERISTICAS

Daos en la superficie sin intercambio de material

Cambios estructurales

Envejecimiento, Templado, Transformacin de fases, Re cristalizacin

Deformacin plsGca

Deformacin residual de la capa superficial, local o extensivamente

Fractura de superficie

Dao causado por esfuerzos excesivos de contacto local o por variaciones cclicas de esfuerzos excesivos trmicos o mecnicos

Daos en la superficie con perdida de material

Perdida de material de la superficie

Procesos de remocin de material: Fractura, extrusin, formacin de asGllas, rasgado, fractura quebradiza, fractura por faGga, disolucin qumica y difusin

Daos en la superficie con ganancia de material

Ganancia de material en la superficie

Transferencia de material entre las superficies

Corrosin Degradacin del material por reaccin qumica con elementos del ambiente o elementos del sistema

Sture Hogmark, Staffan Jacobson, and Olof Vingsbp, Uppsala University (Sweden). ASM Handbook Volume 18

Tipos de daos

CONSECUENCIAS

Reduccin de la eficiencia de

operacin

Obsolescencia de las mquinas

Prdidas de potencia por

friccin

Reemplazo de componentes desgastados

Incremento de consumo de lubricantes

Consecuencias del desgaste

Segn Czichos, "A systems analysis data sheet for friction and wear tests and an outline for simulative testing",

Operacionales

Carga Velocidad Temperatura Tipo de movimiento

Estructurales del sistema tribolgico

Propiedades volumtricas de los cuerpos en contacto

Geometra Dimensiones Composicin qumica Microestructura Dureza

Propiedades superficiales de los cuerpos en contacto

Rugosidad Microdureza

Area de contacto entre los cuerpos

Propiedades de los lubricantes interpuestos

CaractersGcas de la atmsfera

Interacciones entre los cuatro posibles triboelementos * Click to add Text

Factores que influyen en el desgaste

Adhesivo Causa: Superficies que interactan como resultado de la adherencia entre asperezas en mecanismos lubricados o no

Mecanismo: A r r a n q u e y / o p a r a d a d e u n mecanismo. Hay escasez de pelcula limite. Existe agotamiento de los aditivos antidesgaste Aspereza de la superficie

Solucin: Disminuir los recalentamientos interfaciales. Seleccionar materiales con baja energa de adhesin. Utilizar metales suaves o pelcula lubricante.

Tipos de desgaste

Abrasivo Causa: Partculas extraas en el sistema de lubricacin (Virutas metlicas, soldadura, escamas, herrumbre, arena). Dos o tres cuerpos.

Solucin: Uso de filtros. Uso de lubricantes de mayor viscosidad. Mejorar sellado del equipo. Limpieza general de los elementos de maquina antes del uso. Cambios de aceite con mayor frecuencia en reductores cerrados

Parmetros que influyen: - Tamao y forma del grano abrasivo - Carga aplicada. Velocidad de deslizamiento

Corrosivo Causa: Accin qumica de ingredientes activos en el aceite lubricante y absorcin de materiales extraos desde fuentes externas Afecta los limites de grano causando una fina picadura

Solucin: - Metalurgia resistente a la corrosin - Modificar intervalos de cambio - Mejorar sellado de la unidad - Efectuar una correcta seleccin del lubricante (Compatibilidad con los metales)

Tipos de desgaste

Cavitacin Origen: El aceite fluye a travs de una regin donde la presin es menor que la de su presin de vapor, hierve y forma burbujas de vapor.

Consecuencias: Daos en los componentes Prdida de rendimiento Ruido

Causa: Resulta del impacto de las burbujas de aire que viajan en el flujo de liquido sobre las superficies metlicas a su paso. Se presenta como pitting.

Tipos de desgaste

Medio

Superficie

Erosivo Causa: Impactos de partculas sobre una superficie. Apariencia granular fina

Variables: La velocidad de desgaste aumenta con la velocidad de las partculas Angulo de impacto pequeo: Corte abrasivo. Angulo de impacto grande: Desgaste debido a deformacin y fractura

Solucin: Modificar ngulos de ataque. Reducir velocidades. Escoger materiales de mejor calidad o modificar sus superficies

Corrientes elctricas Causa: Paso de corriente elctrica a travs de los elementos de maquina en reposo o en movimiento.

Casos: Rodamientos de un motor elctrico Tomas a tierra defectuosas Corrientes parsitas en equipos rotatorios.

Tipos de desgaste

Fatiga superficial Causa: Combinacin de elevados esfuerzos y gran nmero de ciclos en la zona de interaccin de las irregularidades.

Zona de alto riesgo: Elementos de rodamientos, dientes de engranaje sobre la lnea pitch (primitiva) y existe deslizamiento y rodadura.

Solucin: Reducir asperezas. Aumentar la dureza. Evitar contaminacin con partculas. Alineacin.

Fretting Causa: Carga y movimiento deslizante de amplitud muy pequea que aumenta con e l numero de c i c l os . Conduce eventualmente a fallas por fatiga y se produce en uniones atornilladas, piezas ajustadas, contactos elctricos

Solucin: - Frecuentemente aparece como el resultado de una concentracin de esfuerzos. - Acabado superficial (favorable) - Utilizar insertos de metales suaves o polmeros. - Utilizar lubricantes slidos - Prevenir la oxidacin en las superficies de contacto

05101520253035404550

AbrasinAdhesinErosinFrettingQumico

Tipos de desgaste

ASENTAMIENTO OPERACIN NORMAL

ENVEJECIMIENTO

(DESGASTE SEVERO)

VIDA UTIL

DES

GA

STE

TIEMPO (MILES DE HORAS)

10 20 30 40 50 60 70

RU

GO

SID

AD

SU

PER

FIC

IAL

Comportamiento tribolgico de un equipo

Comportamiento tribolgico de un equipo

Acondicionamiento inicial de todas las piezas

Eliminacin de las rugosidades ms sobresalientes

Condicin de operacin de baja carga

Concluye cuando el desgaste se vuelve constante

Asentamiento Operacin normal El desgaste se mantiene constante

El control es a base del anlisis peridico de aceite

La meta es alcanzar la vida a la fatiga

Incremento en el desgaste

Incremento en las holguras

Por sus indices, el equipo deja de satisfacer a la empresa

Envejecimiento

1. Identificar los materiales en las partes desgastadas, medio ambiente, abrasivo, partculas de desgaste y lubricante

2. Identificar el mecanismo o combinaciones de mecanismo de desgaste:

adhesivo, abrasivo, corrosivo, fatiga superficial o erosivo

3. Definir la configuracin de las superficies desgastada y original

4. Definir los movimientos relativos del sistema, incluyendo direcciones y

velocidades

5. Definir la fuerza o presin de contacto entre las superficies o entre la superficie de desgastada y el medio ambiente, o ambas. A nivel

microscpico y macroscpico

Failure, Analysis and Prevention Metals Handbook. ASM

Proceso para el anlisis del desgaste

Failure, Analysis and Prevention Metals Handbook. ASM

6. Definir la rata de desgaste

7.Definir el coeficiente de friccin

8.Definir la efectividad y tipo de lubricante: Aceite, grasa, pelcula superficial,

capa natural de oxido, absorcin de pelcula o otros

9.Establecer si el desgaste observado es normal o anormal para la aplicacin

en particular

10.Genere una solucin, si es requerida

Proceso para el anlisis del desgaste