FRICCION Y DESGASTE DE MECANISMOS

FRICCION Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción entre dos superficies en contacto a la fuerza que se opone al movimiento de una superficie sobre la otra (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción estática). ... Roce de dos cuerpos en contacto. Coeficiente de fricción, es el grado de resistencia que presenta un material al frotarlo contra si mismo.

Existen dos tipos de rozamiento o fricción, la fricción estática (FE) y la fricción dinámica (FD). El primero es una resistencia, la cual se debe superar para poner movimiento un cuerpo con respecto a otro que se encuentra en contacto. El segundo, es una fuerza de magnitud considerada constante que se opone al movimiento 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 cuando están en movimiento.

El roce estático es siempre menor o igual al coeficiente de rozamiento entre los dos objetos (número medido empíricamente y que se encuentra tabulado) multiplicado por la fuerza normal. El roce cinético, en cambio, es igual al coeficiente de rozamiento, denotado por la letra griega , por la normal en todo instante.

desgaste Cambio de dimensiones o naturaleza de dos superficies en contacto a causa de la presión recíproca o del movimiento relativo entre ambas. Deterioro gradual y progresivo que sufren las cosas como consecuencia de su uso habitual, pudiendo llegar en algunos casos a provocar graves daños. ...

TRIBOLOGIA La tribología (del griego tribos, "frotar o rozar") es la ciencia que estudia la fricción, el desgaste y la lubricación que tienen lugar durante el contacto entre superficies sólidas en movimiento. El término es usado universalmente desde finales del siglo XX. Para entender a la tribología se requiere de conocimientos de física, de química y de la tecnología de materiales. Las tareas del especialista en tribología (tribólogo) son las de reducir la fricción y desgaste para conservar y reducir energía, lograr movimientos más rápidos y precisos, incrementar la productividad y reducir el mantenimiento.

Desgaste en los dientes de un engranaje debido ala fricción.

Tribología Para entender a la tribología se requiere de conocimientos de física, de química y de la tecnología de materiales. Las tareas del especialista en tribología (tribólogo) son las de reducir la fricción y desgaste para conservar y reducir energía, lograr movimientos más rápidos y precisos, incrementar la productividad y reducir el mantenimiento.

La tribología como ciencia Antes del nacimiento de la tribología como ciencia se pensaba en el término “lubricación” o ingeniería de lubricación. No se había generalizado la disminución de la fricción y el desgaste como prácticas cotidianas. Con la tribología como ciencia se estudia la fricción y sus efectos asociados, como el desgaste, tratando de prevenirlos con mejores diseños y prácticas de lubricación. Toma en cuenta, entre otros aspectos de la maquinaria industrial, los siguientes:

El diseño Los materiales de las superficies en contacto El sistema de aplicación del lubricante El medio circundante Las condiciones de operación

Aplicaciones La tribología está presente prácticamente en todas las piezas en movimiento tales como: Rodamientos Chumaceras Sellos Anillos de pistones Embragues Frenos Engranajes Árboles de levas

La tribología ayuda a resolver problemas en maquinaria, equipos y procesos industriales tales como: Motores eléctricos y de combustión (componentes y funcionamiento) Turbinas Compresores Extrusión Rolado Fundición Forja Procesos de corte (herramientas y fluidos) Elementos de almacenamiento magnético Prótesis articulares (cuerpo humano)

Fundamentos de la tribología La tribología se centra en el estudio de tres fenómenos: la fricción entre dos cuerpos en movimiento el desgaste como efecto natural de este fenómeno la lubricación como un medio para reducir el desgaste.

Normalmente, el desgaste no ocasiona fallas violentas, pero trae como consecuencias: reducción de la eficiencia de operación,   pérdidas de potencia por fricción,  incremento del consumo de lubricantes,  eventualmente conduce al reemplazo de componentes desgastados y a la obsolescencia de las máquinas en su conjunto. El desgaste junto con la fricción y la lubricación constituyen los objetos de estudio de la tribología. Martínez (1996) afirma que la tribología es una ciencia multidisciplinaria que incluye a la hidrodinámica, la mecánica del cuerpo sólido, la ciencia de materiales, química, física, matemáticas y computación. El sistema tribológico consta de un par de fricción, un tercer cuerpo (lubricante) y el medio ambiente.

Hay 4 tipos de desgastes abrasivo,adhesivo,corrosivo,y fatiga superficial El desgaste por abrasión,  que es el más común en la industria,  se define como la acción de corte de un material duro y agudo a través de la superficie de un material más suave. Tiende a formar ralladuras profundas cuando las partículas duras  penetran en  la superficie,  ocasionando deformación plástica y/o arrancando virutas.

Desgaste adhesivo El desgaste adhesivo, también llamado desgaste por fricción ó deslizante, es una forma de deterioro que se presenta entre dos superficies en contacto deslizante. Este desgaste es el segundo más común en la industria y ocurre cuando dos superficies sólidas se deslizan una sobre la otra bajo presión. El aspecto de la superficie desgastada será de ralladuras irregulares y superficiales.

Desgaste corrosivo El desgaste corrosivo ocurre en una combinación de desgaste (abrasiva o adhesiva) y de un ambiente corrosivo.  El índice de la pérdida material puede ser muy alto debido a que los productos sueltos o flojos de la corrosión se desprenden  fácilmente por el desgaste y se revela  continuamente el metal fresco y que alternadamente puede volverse a corroer rápidamente.

Fatiga superficial El  desgaste por fatiga superficial se observa durante el deslizamiento repetido o rodamiento sobre una pista. Las partículas suspendidas entre dos superficies sometidas a una carga cíclica pueden causar fracturas superficiales que, eventualmente debido a la carga repetida conllevan a la destrucción de la superficie.

Se estima  que el desgaste en la industria se debe en un 50% a la abrasión, un 15% por  adhesión  y el porcentaje restante se divide entre los demás tipos. En muchos  procesos pueden coexistir dos o más tipos de estos desgastes, además, en algunos de estos desgastes se han observado dos regímenes denominados desgaste suave y desgaste severo.      

Imágenes de mecanismos que sufren un desgaste

Desgaste de mecanismos El desgaste es conocido desde que el ser humano comenzó a utilizar elementos naturales que le servían como utensilios domésticos. Este fenómeno al igual que la corrosión y la fatiga, es una de las formas más importantes de degradación de piezas, elementos mecánicos y equipos industriales. El desgaste puede ser definido como el daño superficial sufrido por los materiales después de determinadas condiciones de trabajo a los que son sometidos. Este fenómeno se manifiesta por lo general en las superficies de los materiales, llegando a afectar la sub-superficie. El resultado del desgaste, es la pérdida de material y la subsiguiente disminución de las dimensiones y por tanto la pérdida de tolerancias. Los mecanismos de daño en los materiales se deben principalmente a deformación plástica, formación y propagación de grietas, corrosión y/o desgaste

Desde que el desgaste comenzó a ser un tópico importante y que necesitaba estudiado y entendido, comenzaron a aparecer en los libros de diseño y en la mente de los diseñadores, ideas sencillas de como prevenirlo o combatirlo, entre esas ideas se tienen: 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

conclusiones El desgaste puede ser definido como el proceso mediante el cual el material es desprendido de una o de ambas superficies que se en cuentran en contacto ,ocurriendo cuando estas se encuentran en movimiento rela tivo de una de la otra.