Escuela Politécnica Nacional

Facultad de Ingeniería Mecánica

Laboratorio de Desgaste y Falla

Nombre: Freddy Mauricio Nieto Cárate

Grupo Laboratorio: Martes 11-12

Fecha: 24-11-2015

1. Tema: Fricción y desgaste

2. Objetivos

Comprender de manera práctica la determinación del desgaste por abrasión, y cómo influyen las propiedades de los materiales.

Realizar un ensayo de abrasión en una suela de zapatos de seguridad, y comparar sus resultados con la norma INEN 1924

3. Resultados Obtenidos

No Diámetro [mm] Altura [mm] Peso Inicial[gr]

Peso final[gr]

1 15.7 15.85 15.4 15.30 15.35 14.85 3.18 2.972 15.7 15.5 15.7 15.7 15.9 15.8 3.29 3.073 15.8 15.9 15.7 13.3 13.2 13.2 2.95 2.774 15.7 15.55 15.8 13 13.1 13.15 3.04 2.80

4. Resultados Calculados

Realice el cálculo del tiempo de funcionamiento de la máquina de ensayos de abrasión

El tiempo de funcionamiento de la máquina de acuerdo a la norma utilizada INEN 1924 es de un minuto y 35 segundos a 50 rpm.

Calcule el Volumen total perdido en función de la masa

Volumen Inicial= π4d2h

Donde : d :Diámetro promedio [mm ] h : Altura promedia [mm ]

Vol. inicialMasa Inicial

= Vol. perdidoMasa perdida

masa perdida=masainicial−masa sobrante

Vol . perdido=Vol . inicial∗masa perdidamasainicial

Para probeta 1

Volumen Inicial= π415.65215.16=2916.20mm2

Peso perdida=3.18−2.97=0.21[ gr ]

Vol . perdido=2916.20∗0.213.18

=192.58 [mm2]

5. Análisis de resultados

Realice un informe de resultados con los parámetros establecidos en la norma NTE INEN 1924 sección 6

- Resultado obtenido. Reducción del volumen de las probetas- El material presenta una deformación geométrica en la superficie tratada- Una de las probetas (la número 4) no estuvo bien sujeta por lo que a los 10

segundos se desprendió de la máquina y se la trató al final- Número de probetas ensayadas = 4. - Todas las probetas experimentaron una diferencia de volumen- Referencia en Norma INEN 1924- Nombre del analista: Mauricio Nieto. - Fecha de muestreo y ensayo: 20/11/2015

Las muestras fueron sacadas de la suela de un solo zapato en diferentes áreas por lo que todas tenían las mismas características. En el proceso de extracción manual se produjo defectos por el factor humano ya que los golpes de corte de la probeta producían vibraciones lo que nos afectaba a tener una uniformidad geométrica por lo que las probetas tenían fallas. 6. Preguntas

Consulte la norma ASTM G65 y realice un resumen del procedimiento del ensayo de abrasión para metales. Máximo dos párrafos y un gráfico.

Este procedimiento de ensayo normalizado ASTM G65 ofrece un amplio espectro de materiales para poner a prueba a causa de las muchas modificaciones normalizadas. La arena se colocó en el contacto de fricción de un disco giratorio y la probeta. La probeta se presiona contra la rueda por un brazo de palanca con una fuerza normal definida.

N°

Diámetro [mm]

Altura

[mm]

Peso Perdido [gr]

Volumen inicial [mm3]

Volumen Perdido [mm3]

1 15.65 15.17 0.21 2918.12 192.72 15.63 15.8 0.22 3031.55 202.713 15.8 13.23 0.18 2593.96 158.274 15.68 13.08 0.24 2525.75 199.4

La rueda gira con velocidad de rotación dada. Las modificaciones de esta prueba son las variaciones en la fuerza de presión y la distancia desgastada. El flujo másico de arena puede ajustarse entre una tolerancia de 5g/min. El caudal de arena se mantiene constante para las diferentes variaciones.

Investigue 6 casos o ejemplos de elementos mecánicos que soliciten elevada resistencia a la abrasión. Describa brevemente, máximo 3 líneas cada uno.

1. El disco de frenos de un automóvil ya que al estar en contacto con el ambiente y las diferentes carreteras en las que se traslada, existen elementos que pueden desgastarlo con el tiempo.

2. En los álabes de bombas que trabajen con fluidos sucios, ya que aparte de cavitación es muy frecuente la abrasión producida por partículas acumuladas por suciedad que se pegan a las superficies y producen desgaste y menor eficiencia.

3. Los dientes de una cierra ya que por su funcionamiento se encuentran en constante contacto con elementos que pueden desgastar la superficie por fricción o por desgarre.

4. Las llantas de los autos, al ser resistentes a la abrasión, se asegura en mejor agarre de la calzada gracias a la presencia notoria del labrado y se prolonga su vida útil.

5. El cabezal de la limadora, específicamente, el lugar donde tenemos la cola de milano, en esta máquina es evidente que se tiene un continuo movimiento de vaivén entre los componentes de la limadora, por lo cual es esencial que sean resistentes a la abrasión para evitar el desgaste.

6. Rodamientos, cojinetes, aparte de estar correctamente lubricados para su uso se debe de tener en cuenta que sufren un desgaste por abrasión debido al eje que se encuentra en contacto con los mismos.

7. Conclusiones y recomendaciones

Conclusiones

Los materiales resistentes a la abrasión deben tener unas excelentes propiedades contra el desgaste y fricción del elemento.

Las suelas de zapato al ser de un material resistente a la abrasión proporcionan la seguridad necesaria para la protección humana.

Se debe analizar a los elementos que se encuentren en constante fricción en su funcionamiento que tengan alguna protección contra la abrasión para prolongar su vida útil.

Recomendaciones:

- Se debería realizar pruebas de diferentes tipos de calzados y marcas para obtener una discrepancia mayor con los resultados.

- Se debe procurar no producir vibraciones al rato de obtener la probeta de la suela de zapato ya que afecta a la geometría impuesta por la norma utilizada

- Se debe procurar colocar correctamente a las probetas en la máquina de ensayo para un mejor resultado de desgaste por abrasión.

Bibliografía

Aceleror Mittal. (2014). Prueba de Abrasión ASTM G65. 21/11/2015, de Industeel Sitio web: http://www.creusabro.es/concept/laboratory_wear_tests/sliding.aspx

Norma INEN 1924

TU Clausthal. (2010). Friction Wheel test ASTM G65. 22/11/2015 de IWMSitio web: http://www.isaf.tu-clausthal.de/en/departments/wear-testing/friction-wheel-test-astm-g65-04-2010-dry-sandrubber-wheel-test/