REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNEFA – EXT OCUMARE DEL TUY

ING. MECANICA 701

CATEDRA: ELEMENTO DE MAQUINA 1

TRIBOLOGIA

OCUMARE DEL TUY - 03 DE FEBRERO 2014

BACHILLER

EFRAIN ROJAS

C.I. 18841413

PROFESOR

MANUEL MACERO

INTRODUCCION

La palabra tribología proviene del griego “τριβοσ” (tribos), que significa

“frotamiento”, pero fue en 1966 cuando se estableció el concepto actual de

esta palabra.

Así pues, la tribología es la ciencia y tecnología de los fenómenos que

tienen lugar en la interface de contacto entre dos sistemas, teniendo por

objeto el estudio de materias tales como la lubricación, la fricción y el

desgaste de materiales.

La creciente competitividad en los mercados de producción mundiales

hace que se demanden procesos de fabricación óptimos de los que resulten

productos con precios competitivos.

Ningún elemento de máquina es inmune al desgaste; este fenómeno

se manifiesta siempre que exista carga y movimiento, ya que la calidad de la

mayoría de los productos metálicos depende de la condición de sus

superficies y del deterioro de la superficie debido al uso. Este deterioro es

importante también en la práctica de la ingeniería; suele ser el factor principal

que limita la vida y el desempeño de los componentes de una máquina. Por

otro lado, el desgaste se puede definir como el deterioro, no intencional,

resultado del trabajo o del ambiente; puede considerarse esencialmente

como un fenómeno de superficie. En la mayoría de los casos se puede dar

mayor precisión a esta definición, considerando al desgaste como el

desprendimiento de partículas de la superficie de un cuerpo y/o el

desplazamiento de material de zonas de contacto, hacia zonas libres de

carga.

En este informe se explicara lo que la tribología, sus tipo, como actúa

la fricción, la lubricación, y rozamiento entre ambos materiales

TRIBOLOGIA

Son la fricción entre dos cuerpos en movimiento, el desgaste como

efecto natural de la fricción y la lubricación como un medio para evitar el

desgaste.  Estos tres factores son términos usados continuamente en la

industria, los cuales en la mayoría de los casos, vemos de reojo, con escaso

interés y cubrimos con apremio y sin ningún análisis.

Es común, en la práctica, considerar solo el término “lubricación” o

ingeniería de lubricación. Sin embargo los tres factores nos han acompañado

por toda nuestra historia. Puede considerarse que el desarrollo de la

Tribología, ha sido desde el hombre erectus hasta el hombre moderno. Ahora

bien, considerando que con el fuego y la rueda se inició el desarrollo del

hombre, entonces a medida que aprendió a dominarlos y a encontrarles

nuevas aplicaciones, avanzó tecnológica-mente. Esos avances lo 

condujeron a nuevas necesidades para utilizar materiales cada vez más

resistentes al desgaste y eso terminó en el procesamiento de bronce y de

hierro. Así pues, el fuego le permitió fundir materiales y fabricar

herramientas, armas, bisagras para las puertas y bujes para los ejes de las

ruedas de los carros. El hombre evolucionó en el conocimiento y tecnología,

aparecieron entonces, civilizaciones más avanzadas e imperios poderosos.

Aplicación de la Tribología

La Tribología está presente en prácticamente todos los aspectos de la

maquinaría, motores y componentes de la industria en general. Los

componentes tribológicos más comunes son:

• Rodamientos

• Frenos y embragues

• Sellos

• Anillos de pistones

• Engranes y Levas

Las aplicaciones más comunes de los conocimientos tribológicos, aunque en

la práctica no se nombren como tales, son:

• Motores eléctricos y de combustión (componentes y funcionamiento)

• Turbinas

• Extrusión

• Rolado

• Fundición

• Forja

• Procesos de corte (herramientas y fluidos)

• Elementos de almacenamiento magnético

• Prótesis articulares (cuerpo humano)

La aplicación de los conocimientos de la Tribología en estas prácticas deriva

en:

• Ahorro de materias primas

• Aumento en la vida útil de las herramientas y la maquinaría

• Ahorro de recursos naturales

• Ahorro de energía

• Protección al medio ambiente

• Ahorro económico

LUBRICACIÓN

Consiste en la introducción de una capa intermedia de un material

ajeno entre las superficies en movimiento, cuya función es disminuir la

fricción y el desgaste. El término lubricante es muy general, y puede estar en

cualquier estado material: líquido, sólido, gaseoso e incluso y semisólido o

pastoso.

Para reducir los efectos de la fricción, se separan las superficies

incorporando entre ellas sustancias que la minimizan ,denominadas

lubricantes. Las funciones principales de los lubricantes se resumen en:

*Separar las superficies ( función principal)

*Reducir el desgaste

*Refrigerar o retirar el calor

*Mantener en suspensión a las partículas contaminantes

*Neutralizar ácidos

*Sellar para evitar la entrada de contaminantes

*Proteger contra la herrumbre y la corrosión

*Otras

Tipos De Lubricantes

Para mantener las superficies separadas se utilizan gases, líquidos,

semisólidos o sólidos.

Gases:

Cuando se inyectan a presión ,se utilizan para lubricar elementos que

requieren de movimientos muy precisos como ejemplo:

En los soportes que permiten el movimiento de rotación de los

grandes telescopios.

Cuando colocamos una gota de agua sobre una superficie muy

caliente ,observamos como esta se desplaza con mucha facilidad como si

estuviera flotando. Lo que ocurre en este caso es que la parte inferior de la

gota que esta en contacto con la superficie se evapora, por lo que la gota no

entra en contacto con esta y " flota" sobre un colchón de vapor.

Líquidos

Los líquidos son el tipo de lubricante de uso mas común, por sus

características físicas .Por ser fluidos ,permiten ser manipulados y

transportados con facilidad al lugar donde deben cumplir su función .además

son excelentes para transportar y disipar el calor generado durante la

operación de los equipos y recubren uniformemente las superficies ,lo que

brinda protección contra la corrosión y la herrumbre a la vez que pueden ser

filtrados para retirar las partículas contaminantes( ingresadas al sistema o

generadas por el desgaste) que mantienen en suspensión.

Sólidos

Bajo condiciones extremas de temperatura o carga, que los líquidos

no resisten, se utilizan sólidos de bajo coeficiente de friccion para minimizar

el contacto entre las superficies y por lo tanto el desgaste. Entre los sólidos

lubricantes se pueden mencionar : el grafito, el desulfuro de molibdeno, la

mica, algunos polímeros y en algunos casos extremos ciertos tipos de

silicatos .Estos últimos son utilizados en algunas aplicaciones de

metalmecánica donde las temperaturas exuden la de fusión del vidrio

convirtiéndolo en un lubricante liquido Ej. : laminación en caliente de metales

ferrosos)

Tipos De Películas Lubricantes

Dependiendo de las características del diseño de los elementos lubricados y

de las condiciones de operación ,se logran variaciones en las películas

lubricantes ,que pueden ser fluidas ,capa limite o solidas:

Películas Fluidas

Se denominan películas fluidas aquellas donde se logra una separación total

y efectiva de las superficies que se encuentran en movimiento relativo,

utilizando un lubricante liquido. Estas películas, según la naturaleza del

movimiento relativo y de la carga, pueden ser:

Película Hidrodinamica

Este tipo de película es muy común en cojinetes planos donde, bajo

condiciones optimas de operación, se produce un arrastre del aceite por el

movimiento de giro del eje que incorpora al aceite entre ambas superficies .El

espesor normal de esta cuña lubricante es de aproximadamente 25 micrones

.Para tener una referencia ,el diámetro de un glóbulo rojo de la sangre esta

por el orden de los 5 micrones.

Película Hidrostatica

En elementos de maquinas donde las características del movimiento relativo

no permiten la formación de la cuña lubricante ,se recurre a una fuente

externa de presión para lograr la separación. En la mayoría de los casos se

utiliza una bomba de aceite para forzar al lubricante entre los

elementos ,creando la cuña que separa las superficies.

Película Elastohidrodinamica

Bajo condiciones severas de carga se produce una deformación elástica de

la superficie similar a la que observamos en una llanta de un vehículo en la

zona de contacto con el pavimento, esta deformación se traduce en un

aumento en el área de carga con la consecuente reducción de la presión

entre ambas superficies .Adicionalmente a este efecto tenemos que el aceite

que separa ambas superficies sufre un incremento en su viscosidad por

efecto de la presión .Ambos efectos combinados ,el aumento del área de

carga y de la viscosidad ,mantienen ambas superficies totalmente

separadas ,de ahí el nombre de este tipo de película : ELASTO por la

elasticidad del material e HIDRODINAMICA por la separación hidráulica por

efecto del movimiento relativo. Este tipo de película lubricante tiene

espesores que oscilan entre 0.25 y 1.5 micrones de espesor

Película De Compresion

Si colocamos aceite sobre una superficie horizontal y luego colocamos

un objeto con cierto peso sobre el aceite ,observamos como el aceite se fuga

progresivamente permitiendo, después de cierto tiempo el contacto entre

ambas superficies .Si el objeto esta sometido a un movimiento cíclico

( acercarse y alejarse repetidas veces de la superficie horizontal ) se podrá

evitar el contacto entre ambas superficies.

Ejemplos de películas de compresión los encontramos entre:

El pasador del pistón de un motor y el mismo pistón o la biela ,entre el

balancín o martillo y la parte superior de la válvula ( motores) ,etc.

Película Mixta O Capa Limite

No todos los elementos de maquinas se encuentran lubricados bajo el

régimen de alguna de las películas fluidas descritas anteriormente ,donde no

existe contacto entre los elementos que están en movimiento relativo y,

teóricamente no existe desgaste .Existen elementos que no pueden ser

suministrados continuamente con aceite u otro tipo de lubricante o en los

que, por variaciones en las condiciones de diseño( carga, velocidad,

temperatura, viscosidad del aceite) , se ha modificado el espesor de película

a tal punto que se produce el contacto entre ambos metales ya sea parcial o

totalmente. Este tipo de película lubricante obviamente no es deseable pero

en la realidad ,son muchos los equipos donde se presenta ,notándose por un

desgaste prematuro de los elementos y un incremento en la temperatura de

operación.

Película Solida

Los aceites y las grasas tienen rangos de temperaturas de operación : a

temperaturas muy bajas tenderían a " congelarse" perdiendo su propiedad de

lubricante y a temperaturas muy elevadas se oxidarían ,evaporarían o

inflamarían .bajo estas condiciones de operación ,se recurre a los lubricantes

sólidos que poseen coeficiente de friccion muy bajos ,reduciendo

considerablemente el desgaste. Los sólidos de uso común son:

Grafito,disulfuro de molibdeno y mica .Estos minerales tienen una estructura

laminar similar a un paquete de naipes, lo que les permite recubrir las

superficies para mantenerlas separadas. Numerosas pruebas de campo han

demostrado que estos sólidos están contraindicados para operaciones a

altas velocidades.

Otro lubricante solido es el PTFE ( teflón) . Conocido como el solido con el

coeficiente de friccion mas bajo, es utilizado en aplicaciones especificas de

cargas o temperaturas extremas .

También se utilizan los sólidos para lubricar aquellos elementos de maquinas

de movimiento muy esporádico o sometidos a una combinación de elevadas

cargas y bajas velocidades donde los lubricantes fluidos tenderían a

escurrirse.

Factores Que Afectan La Lubricación

Existen una serie de variables operacionales que modifican el espesor de la

película lubricante. Si no se controlan adecuadamente, se puede correr el

peligro de una reducción del espesor de la separación con el consecuente

contacto metal-metal y el desgaste prematuro del equipo. Estas variables

son:

Carga

Un incremento en la carga tiende a obligar al aceite a " salirse" de entre las

dos superficies acercándolas cada vez mas. Este efecto se puede evitar

incorporando entre ambas superficies un fluido con mayor resistencia a fluir

( mayor viscosidad). Por el contrario ,si se reduce la carga en un equipo, se

puede reducir la viscosidad del aceite y mantener aun así la separación entre

ambas superficies.

En conclusión ,a mayor carga mayor viscosidad y viceversa. Esta ley aplica

para elementos de maquina que estén sometidos a vibración ( sucesión de

cargas de impacto) o que tengan una reducción en el área de carga ya sea

por desalineación o por desgaste excesivo. En estos casos se puede recurrir

al uso de un lubricante de mayor viscosidad para incrementar el espesor de

la película y reducir el desgaste si no se pueden implementar los correctivos

mecánicos de forma inmediata.

Velocidad

Los elementos lubricados que operan a altas velocidades no permiten mucho

tiempo al lubricante para fugarse de entre las dos superficies, por lo que

bastaría con un lubricante de baja viscosidad ( baja resistencia a fluir)

mantener las superficies separadas .El caso contrario se presenta con los

elementos que operan a bajas velocidades ,donde hay mucho tiempo para

que se fugue el lubricante por lo que se requiere un aceite con mucha

resistencia a fluir ( alta viscosidad). En conclusión: se requieren lubricantes

de baja viscosidad para lubricar elementos que operan a elevadas

velocidades y viceversa.

Esta ley se utiliza para reemplazar la viscosidad del fluido lubricante en forma

inversa a la modificación de la velocidad del equipo.

Un ejemplo practico se puede esquematizar con lo que ocurre con un

vehículo que se desplaza en línea recta sobre una superficie mojada .En la

parte delantera de los neumáticos se produce una pequeña ola de vague que

es desplazada continuamente hacia los lados, manteniendo el contacto entre

el neumático y el pavimento .Si incrementamos la velocidad del vehículo y a

pesar de la baja resistencia a fluir del agua ,no habrá tiempo suficiente para

que el agua se fugue por los lados ,por lo que se producirá el ingreso de la

cuña del liquido entre ambas superficies ,perdiendo el control .Si los

neumáticos son mas anchos ( sin ranuras) se requerirá mas tiempo para que

el agua alcance los bordes ,produciéndose la cuña de agua incluso a

velocidades inferiores .

Por otra parte ,si se sustituye el agua por un fluido mas viscoso como por

ejemplo aceite ,este tardara mas tiempo para desplazarse hacia los extremos

de las llantas , por lo que se lograra la separación de ambas superficies a

una velocidad inferior a la requerida con agua.

Temperatura

La viscosidad de todo aceite se reduce al calentarse .esto debe ser

considerado para equipos que operen a temperaturas diferentes a las de

diseño ,donde se deberá contemplar la selección de un lubricante de mayor o

menor viscosidad ,según sea el caso .Por lo tanto se requerirá un lubricante

de mayor viscosidad para altas temperaturas y viceversa.

FRICCION

Se define como la resistencia al movimiento durante el deslizamiento o

rodamiento que experimenta un cuerpo sólido al moverse sobre otro con el

cual está en contacto y depende de las características de las superficies.

Existen dos tipos principales de fricción: fricción estática y fricción dinámica.

La fricción no es una propiedad del material, es una respuesta integral del

sistema. Las dos leyes básicas de la fricción se han conocido desde hace un

buen tiempo: 1) la resistencia de fricción es proporcional a la carga y 2) la

fricción es independiente del área de deslizamiento de las superficies.

Tipo de Fricción

Existen dos tipos de rozamiento o fricción, la fricción estática (FE) y la

fricción dinámica (FD). El primero es la resistencia que se debe superar para

poner en movimiento un cuerpo con respecto a otro que se encuentra en

contacto. El segundo, es la resistencia, de magnitud considerada constante,

que se opone al movimiento pero una vez que éste ya comenzó. En

resumen, lo que diferencia a un roce con el otro, es que el estático actúa

cuando los cuerpos están en reposo relativo en tanto que el dinámico lo hace

cuando ya están en movimiento.

Fricción estática

Es la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento. Sobre un cuerpo

en reposo al que se aplica una fuerza horizontal F, intervienen cuatro

fuerzas:

F: la fuerza aplicada.

Fr: la fuerza de rozamiento entre la superficie de apoyo y el cuerpo, y

que se opone al deslizamiento.

P: el peso del propio cuerpo, igual a su masa por la aceleración de la

gravedad.

N: la fuerza normal, con la que la superficie reacciona sobre el cuerpo

sosteniéndolo.

Dado que el cuerpo está en reposo la fuerza aplicada y la fuerza de

rozamiento son iguales, y el peso del cuerpo y la normal:

Se sabe que el peso del cuerpo P es el producto de su masa por la

aceleración de la gravedad (g), y que la fuerza de rozamiento es el

coeficiente estático por la normal:

esto es:

La fuerza horizontal F máxima que se puede aplicar a un cuerpo en

reposo es igual al coeficiente de rozamiento estático por su masa y por la

aceleración de la gravedad.

Rozamiento dinámico

Dado un cuerpo en movimiento sobre una superficie horizontal, deben

considerarse las siguientes fuerzas:

F: la fuerza aplicada.

Fr: la fuerza de rozamiento entre la superficie de apoyo y el cuerpo, y

que se opone al deslizamiento.

Fi: fuerza de inercia, que se opone a la aceleración de cuerpo, y que

es igual a la masa del cuerpo m por la aceleración que sufre a.

P: el peso del propio cuerpo, igual a su masa por la aceleración de la

gravedad.

N: la fuerza normal, que la superficie hace sobre el cuerpo

sosteniéndolo.

Como equilibrio dinámico, se puede establecer que:

Sabiendo que:

se puede reescribir la segunda ecuación de equilibrio dinámico como:

Es decir, la fuerza resultante F aplicada a un cuerpo es igual a la

fuerza de rozamiento Fr mas la fuerza de inercia Fi que el cuerpo opone a

ser acelerado. De lo que también se puede deducir:

Con lo que se tiene la aceleración a que sufre el cuerpo, al aplicarle

una fuerza F mayor que la fuerza de rozamiento Fr con la superficie sobre la

que se apoya.

Rozamiento en un plano inclinado

Rozamiento estático

Si sobre una línea horizontal r, se tiene un plano inclinado un ángulo , y

sobre este plano inclinado se coloca un cuerpo con rozamiento, se tendrán

tres fuerzas que intervienen:

P: el peso del cuerpo vertical hacia abajo según la recta u, y con un valor

igual a su masa por la aceleración de la gravedad: P = mg.

N: la fuerza normal que hace el plano sobre el cuerpo, perpendicular al plano

inclinado, según la recta t

Fr: la fuerza de rozamiento entre el plano y el cuerpo, paralela al plano

inclinado y que se opone a su deslizamiento.

Si el cuerpo está en equilibrio, no se desliza, la suma vectorial de estas tres

fuerzas es cero:

Lo que gráficamente seria un triángulo cerrado formado por estas tres

fuerzas, puestas una a continuación de otra, como se ve en la figura.

Si el peso P del cuerpo se descompone en dos componentes: Pn, peso

normal, perpendicular al plano, que es la componente del peso que el plano

inclinado soporta y Pt, peso tangencial, que es la componente del peso

tangencial al plano inclinado y que tiende a desplazar el cuerpo

descendentemente por el plano inclinado. Se puede ver que el Pn se opone

a la normal, N, y el peso tangencial Pt a la fuerza de rozamiento Fr.

Se puede decir que el Pn es la fuerza que el cuerpo ejerce sobre el plano

inclinado y la normal, N, es la fuerza que el plano inclinado hace sobre el

cuerpo impidiendo que se hunda, Pn = N para que este en equilibrio. El peso

tangencial Pt es la fuerza que hace que el cuerpo tienda a deslizarse por el

plano y Fr es la fuerza de rozamiento que impide que el cuerpo se deslice,

para que este en equilibrio Pt = Fr.

Cuando el cuerpo está en equilibrio estas dos ecuaciones determinan la

igualdad de fuerzas, también es necesario saber que:

y que la descomposición del peso es:

Con lo que se determinan las condiciones del equilibrio de un cuerpo en un

plano inclinado con el que tiene fricción. Es de destacar la siguiente relación:

Haciendo la sustitución de N:

que da finalmente como resultado:

El coeficiente de rozamiento estático es igual a la tangente del ángulo

del plano inclinado, en el que el cuerpo se mantiene en equilibrio sin deslizar,

ello permite calcular los distintos coeficientes de rozamiento, simplemente

colocando un cuerpo de un material concreto sobre un plano inclinado del

material con el que se pretende calcular su coeficiente de rozamiento,

inclinando el plano progresivamente se observa el momento en el que el

cuerpo comienza a deslizarse, la tangente de este ángulo es el valor del

coeficiente de rozamiento. Del mismo modo conocido el coeficiente de

rozamiento entre dos materiales podemos saber el ángulo máximo de

inclinación que puede soportar sin deslizar

Rozamiento dinámico

En el caso de rozamiento dinámico en un plano inclinado, se tiene un cuerpo

que se desliza, y siendo que está en movimiento, el coeficiente que

interviene es el dinámico , así como una fuerza de inercia Fi, que se

opone al movimiento, el equilibrio de fuerzas se da cuando:

descomponiendo los vectores en sus componentes normales y tangenciales

se tiene:

teniendo en cuenta que:

y como en el caso de equilibrio estático, se tiene:

Con estas ecuaciones se determina las condiciones de equilibrio dinámico

del cuerpo con fricción en un plano inclinado. Si el cuerpo se desliza sin

aceleración (a velocidad constante) su fuerza de inercia Fi será cero, y se

puede ver que:

esto es, de forma semejante al caso estático:

Con lo que se puede decir que el coeficiente de rozamiento dinámico de

un cuerpo con la superficie de un plano inclinado, es igual a la tangente del

ángulo del plano inclinado con el que el cuerpo se desliza sin aceleración,

con velocidad constante, por el plano.

Rozamiento entre sólido y fluido

La fricción aerodinámica depende del régimen o tipo de flujo que exista

alrededor del cuerpo en movimiento:

Cuando el flujo es laminar la fuerza de oposición al avance puede

modelizarse como proporcional a la velocidad del cuerpo, un ejemplo

de este tipo de resistencia aerodinámica es la ley de Stokes para

cuerpos esféricos.

Cuando el cuerpo se mueve rápidamente el flujo se vuelve turbulento

y se producen remolinos alrededor del cuerpo en movimiento, y como

resultado la fuerza de resistencia al avance es proporcional al

cuadrado de la velocidad (v2), de hecho, es proporcional a la presión

aerodinámica.

Rozamiento con lubricación

Una cuestión de interés práctico es un problema mixto donde pueden

aparecer tantos fenómenos de rozamiento entre sólidos como entre fluido y

sólido, dependiendo de la velocidad. Se trata del caso de dos superficies

sólidas entre las cuales existe una fina capa de fluido. Stribeck2 demostró

que a muy bajas velocidades predomina un rozamiento como el que ocurre

entre dos superficies secas, y a velocidades muy altas predomina un

rozamiento hidrodinámico. La mínima fricción se alcanza para una velocidad

intermedia dependiente de la presión del fluido, su "viscosidad cinemática

Rozamiento en medios fluidos

La viscosidad es una medida de la resistencia de un fluido que está

siendo deformado por una presión, una tensión tangencial o una

combinación de tensiones internas. En términos generales, es la resistencia

de un líquido a fluir, comúnmente dicho, es su "espesor". Viscosidad describe

la resistencia interna de un líquido a fluir y puede ser pensado como una

medida de la fricción del fluido. Así, el agua es "delgada", ya que tiene baja

viscosidad, mientras que el aceite vegetal es "densa", con una mayor

viscosidad. Todos los fluidos reales (excepto los superfluidos) tienen cierta

resistencia a la tensión. Un fluido que no tiene resistencia al esfuerzo

cortante se conoce como un fluido ideal o líquido no viscoso.

Por ejemplo, un magma de alta viscosidad creará un volcán alto, porque no

se puede propagar hacia abajo con suficiente rapidez; la lava de baja

viscosidad va a crear un volcán en escudo, que es grande y ancho. El

estudio de la viscosidad se conoce como reología.

El modelo más simple de fluido viscoso lo constituyen los fluidos

newtonianos en los cuales el vector tensión, debido al rozamiento entre unas

capas de fluido y otras, viene dado por:

Donde:

, son las componentes de la velocidad.

son las coordenadas cartesianas (x, y, z).

Para un flujo unidimensional la anterior ecuación se reduce a la conocida

expresión:

DESGASTE

es el daño de la superficie por remoción de material de una o ambas

superficies sólidas en movimiento relativo. Es un proceso en el cual las

capas superficiales de un sólido se rompen o se desprenden de la superficie.

Al igual que la fricción, el desgaste no es solamente una propiedad del

material, es una respuesta integral del sistema. Es de esperarse que para

aumentar la vida útil de un equipo se debe disminuir el desgaste al mínimo

posible. Existen distintos tipos de desgaste, como por ejemplo adhesivo,

abrasivo, corrosivo, etc. Sin embargo, es común que varios de ellos se den

cita en un mismo evento. El deslizamiento entre superficies sólidas se

caracteriza generalmente por un alto coeficiente de fricción y un gran

desgaste debido a las propiedades específicas de las superficies.

La clasificación del desgaste

toma dos aspectos en consideración: el primero es basado en como

ocurre el desgaste en las piezas o componentes, como pueden ser

picaduras, degradación, y estriación. El segundo aspecto, mayormente

utilizado, toma en consideración las bases del mecanismo o acción

tribológica.

Tener en cuenta para prevenir y combatir el desgaste

1. Mantener baja la presión de contacto

2. Mantener baja la velocidad de deslizamiento

3. Mantener lisas las superficies de rodamientos

4. Usar materiales duros

5. Asegurar bajos coeficientes de fricción

6. Usar lubricantes

Se pueden distinguir los siguientes mecanismos de desgaste:

DESGASTE ADHESIVO El desgaste adhesivo ocurre entre dos superficies

que se encuentran en contacto, las cuales se adhieren fuertemente formando

uniones entre ellas. Un deslizamiento producirá un desprendimiento de

material de la superficie suave. Si el material es dúctil, la deformación que se

produce antes de la separación de la partícula es mucho mayor, la partícula

que ha sido separada de la aspereza puede permanecer unida a la otra

aspereza como material transferido de una superficie a otra o puede ser

liberada como partícula de desgaste.

DESGASTE ABRASIVO En el desgaste abrasivo el material es removido o

desplazado de una superficie por partículas duras, de una superficie que es

deslizada contra otra. Existen dos tipos dos formas basicas de abrasion.

Abrasion por desgaste de dos cuerpos y abrasion por desgaste de tres

cuerpos. El desgaste por abrasion de dos cuerpos ocurre cuando las

protuberancias duras de una superficie son deslizadas contra otra. Un

ejemplo de esto es el pulido de una muestra mediante el uso de lijas. El

desgaste por abrasion de tres cuerpos se presenta en sistemas donde

particulas tienen la libertad de deslizarse o girar entre dos superficies en

contacto, el caso de aceites lubricantes contaminados en un sistema de

deslizamiento puede ser claro ejemplo de este tipo de abrasión

DESGASTE EROSIVO El desgate efectuado por el mecanismo de erosion

genera la perdida de material en la superficie, debido a estar expuesta a

repetidos impactos de particulas solidas o liquidas. La erosion puede ser

definida como la perdida de material que esperimenta una superficie debido

al flujo de una mezcla de particulas solidas dentro de un liquido a altas

velocidades.

DESGASTE POR FATIGA El desgaste por el mecanismo de fatiga es el

resultado de esfuerzos ciclicos entre las asperezas de dos superficies en

contacto. El coeficiente de friccion es factor determinante, ya que al estar las

superficies lubricadas la adhesion es minima, pero en sistemas con altos

coeficientes de friccion, tendremos zonas de intensa deformacion muy

cercanas a la superficie, creando grietas superficiales y sub-superficiales

DESGASTE CORROSIVO El desgaste corrosivo es explicado en dos etapas:

1- formacion de una pelicula de oxido en la superficie. Esta pelicula de oxido

puede operar como lubricante, en la mayoria de los materiales no es posible

ya que dicha pelicula es muy fragil. 2- al ser esta capa de oxido fragil queda

expuesta a los fenomenos de deslizamiento del sistema, siendo esta

removida.

DESGASTE POR CAVITACION La cavitación es, en la mayoría de los casos,

un suceso indeseable. En dispositivos como hélices y bombas, la cavitación

puede causar mucho ruido, daño en los componentes y una pérdida de

rendimiento. El colapso de las cavidades supone la presencia de gran

cantidad de energía que puede causar enorme daño. La cavitación puede

dañar casi cualquier material. Las picaduras causadas por el colapso de las

cavidades producen un enorme desgaste en los diferentes componentes y

pueden acortar enormemente la vida de las bombas o hélices

DESGASTE POR FRETTING El fretting se debe a la existencia de

movimientos oscilatorios de amplitud pequeña entre dos superficies en

contacto. El mecanismo se presenta cuando se mantiene el sistema

sometido a un gran numero de ciclos. Fretting ocurre entre componentes que

tienen como función evitar el movimiento, un ejemplo son los sujetadores de

presión.

DESGASTE OXIDATIVO Se presenta en superficies metálicas bajo

deslizamiento sin lubricación o poca lubricación, en presencia de aire u

oxigeno. El calor por la fricción en contacto deslizante, en presencia de

oxigeno provocan la oxidación acelerada. El desgaste oxidativo tambien se

puede presentar bajo sistemas de deslizamiento lubricados, en donde el

espesor de la película del lubricante se encuentre por debajo de los valores

de la rugosidad de las superficies en contacto.

Las Consecuencias O Efectos

DESGASTE NORMAL: es aquel generado por el tiempo en el cual a operado

un elemento, este desgaste se produce si se siguen las recomendaciones del

fabricante como las rpm, peso, temperatura, lubricante etc.

DESGASTE SEVERO: cuando el elemento es sometido a grandes pesos,

temperaturas rpm, provocando que este se dañe antes de lo previsto por el

fabricante. Picadura (pitting): es aquel que produce hoyos o agujeros por

agentes químicos. Gripado (scuffing):un tipo de avería que se produce

cuando dos piezas que tienen rozamiento se sueldan por efecto de las altas

temperaturas alcanzadas. El gripado aparece habitualmente cuando se han

producido deficiencias en su lubricación.

RAYADO EN DISTINTOS GRADOS (SCORING, GOUGING) Scoring: El

rayado (scoring) es un daño superficial debido a la acumulación de pequeños

agarrotamientos causados por el deslizamiento bajo una mala lubricación o

en condiciones de trabajo severas. Gouging: Desplazamiento del material de

una superficie por la acción de corte o rasgado. La causa habitual es la

presencia de cuerpos extraños relativamente grandes entre piezas en

movimiento

Posibles Causas

CAUSAS Y SINTOMAS AL MANTENIMIENTOCAUSAS:

1- Mal diseño, mala selección del material.

2- Imperfecciones del material, del proceso y/o de su fabricación.

3- Errores en el servicio y en el montaje.

4- Errores en el control de Calidad, mantenimiento y reparación.

5- Factores ambientales, sobrecargas.

SINTOMAS:

1- la pieza queda completamente inservible.

2- a pesar de que funciona no cumple su función satisfactoriamente

3- su funcionamiento es poco confiable debido a las fallas y presenta

riesgos

Solución o Acción a Tomar

La solución a los problemas de desgaste comienza por un examen

detallado del sistema tribológico con todos los factores de influencia que está

implicado. A partir de ahí puede deducirse qué condiciones de fricción y

mecanismos de desgaste están actuando y cuándo actúan. Sin embargo las

causas del desgaste no siempre se pueden determinar, conllevando a que en

muchos casos sea imposible determinarlas aún cuando el mecanismo se

haya lubricado correctamente.

Protección Contra La Corrosión

De las medidas utilizadas industrialmente para combatir la corrosión

están las siguientes:

1. Uso de materiales de gran pureza.

2. Presencia de elementos de adición en aleaciones, ejemplo aceros

inoxidables.

3. Tratamientos térmicos especiales para homogeneizar soluciones

sólidas, como el alivio de tensiones.

4. Inhibidores que se adicionan a soluciones corrosivas para disminuir

sus efectos, ejemplo los anticongelantes usados en radiadores de los

automóviles

.5.superficial: pinturas, capas de oxido, recubrimientos metálicos6.

Protección catódica.

Solución Al Desgaste Por Cavitación

1. Desarrollo de materiales más resistentes

2. Mejorar el diseño de equipos

Factores Que Hacen Disminuir El Desgate Abrasivo

Aumento de la dureza de las capas superficiales de los elementos de

máquinas. Incremento del contenido de carbono y de carburos duros hasta

un por ciento determinado en dependencia del material. Control de la

relación de dureza metal-abrasivo. Disminución del tamaño de las partículas

abrasivas. Evitar la entrada de partículas abrasivas provenientes del medio.

Facilitar la salida de las partículas abrasivas producto del desgaste.

Selección adecuada del ángulo de ataque de las partículas en dependencia

de los materiales utilizados.

SOLUCION O ACCION A TOMAR CON SISTEMAS TECNOLOGICOS

Existen bancos de prueba donde se pueden llevar a cabo pruebas

tribológicas para toda la maquina, algún sistema o componentes.

Las pruebas de laboratorio son usadas en el estudio de los principios

fundamentales de la fricción y los procesos de desgaste. Las condiciones de

este tipo de pruebas son orientadas hacia el estudio de un fenómeno en

específico, mas que simular un comportamiento tribológico real.