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TRIBOLOGIA

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Title: TRIBOLOGIA Author: V ctor Last modified by: Andres Lopez Created Date: 12/20/2005 10:53:38 PM Document presentation format: Presentaci n en pantalla (4:3) – PowerPoint PPT presentation

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Title: TRIBOLOGIA


1
TRIBOLOGIA
2
INTRODUCCIÓN A LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA
  • DEFINICION.
  • HISTORIA.
  • LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA.

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DEFINICIÓN
  • La palabra Tribología se deriva del término
    griego tribos, el cual puede entenderse como
    "frotamiento o rozamiento", así que la traducción
    literal de la palabra podría ser, "la ciencia del
    frotamiento".
  • Los diccionarios definen a la Tribología como la
    ciencia y tecnología que estudia la interacción
    de las superficies en movimiento relativo, así
    como los temas y prácticas relacionadas.

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HISTORIA
  • En sí, la Tribología podría parecer algo nuevo,
    pero solamente el término como tal lo es, ya que
    el interés en temas relacionados con la
    disciplina existe desde antes de que la historia
    se escribiera.
  • El término Tribología viene usándose desde
    finales del siglo XX y hoy en día es usado
    universalmente para la ciencia que estudia la
    interacción entre superficies en contacto y en
    movimiento así como los problemas que surgen
    relacionados con ellos fricción, adhesión,
    desgaste y lubricación
  • Para entender a la tribología se requiere de
    conocimientos de física, de química y de
    tecnología de materiales
  • El objetivo de la Tribología no solo es aminorar
    las desventajas, sino que dependiendo de la
    situación, el objetivo a alcanzar puede ser
    distinto

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HISTORIA (OBJETIVOS)
  • Mínimo desgaste y mínima fricción
  • rodamientos, engranajes, levasgracias a la
    lubricación y las capas de recubrimiento, para
    conservar y reducir energía, logrando así
    movimientos más rápidos y precisos, incrementar
    la productividad y reducir el mantenimiento.
  • Mínimo desgaste y máxima fricción
  • frenos, embragues, neumáticoscon materiales
    resistentes al desgaste.
  • Máximo desgaste y mínima fricción
  • lápices, deposición de lubricantes sólidos
    mediante deslizamiento.
  • Máxima fricción y máximo desgaste
  • borradores.

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LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA
  • 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

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LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA (Aplicaciones)
  • Las aplicaciones La Tribología está presente
    prácticamente en todas las piezas en movimiento
    tales como
  • Embragues
  • Frenos
  • Engranes o engranajes
  • Levas
  • Motores eléctricos y de combustión (componentes y
    funcionamiento)

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LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA (Aplicaciones)
  • Turbinas
  • Compresores
  • Extrusión
  • Rolado
  • Fundición
  • Forja
  • Procesos de corte (herramientas y fluidos)
  • Elementos de almacenamiento magnético
  • Prótesis articulares (cuerpo humano)

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EMBRAGUES
10
FRENOS
11
ENGRANES O ENGRANAJES
12
LEVAS
13
MOTORES ELÉCTRICOS Y DE COMBUSTIÓN
14
TURBINAS
15
COMPRESORES
16
EXTRUSIÓN
17
ROLADO
18
FUNDICIÓN
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Fundamentos de la Tribología
  • En la iteración entre dos superficies aparecen
    diversos fenómenos cuyo conocimiento es de vital
    importancia. Estos tres fenómenos fundamentales
    que aparecen son
  • Contacto y Adhesión
  • Fricción
  • Desgaste
  • Lubricación

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CONTACTO Y ADHESIÓN
  • Dos tipos
  • Mecánico.
  • Fisicoquímicos.

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FRICCIÓN
  • Por efecto de la aplicación de fuerzas
    tangenciales pueden dar lugar a fricción de
    deslizamiento y a fricción de rodadura, con la
    consiguiente transmisión y disipación de energía.

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FRICCIÓN
  • Esta resistencia al movimiento depende de
  • La interacción molecular (adhesión) de las
    superficies .
  • La interacción mecánica entre las partes.
  • Hay que distinguir entre dos situaciones
  • FUERZA DE FRICCIÓN ESTÁTICA La necesaria para
    iniciar el movimiento.
  • Si la fuerza tangencial aplicada es menor a
    este valor, no existe movimiento y la fuerza de
    fricción es igual o mayor a la tangencial
    aplicada. (Ver resúmenes manual coeficientes de
    fricción) EJEMPLO
  • FUERZA DE FRICCIÓN CINÉTICA O DINÁMICA La
    necesaria para mantener el movimiento. De valor
    menor a la anterior. EJEMPLO

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FRICCIÓN
  • LEYES FUNDAMENTALES
  • La fuerza de fricción es proporcional a la carga
    o fuerza normal.
  • F µ N
  • La fuerza de fricción es independiente del área
    aparente de contacto(Aa área de deslizamiento).
    Por esta razón objetos grandes y pequeños del
    mismo par de materiales, presentan el mismo
    coeficiente de fricción.
  • La fuerza de fricción teóricamente es
    independiente de la velocidad de deslizamiento
    (aunque no es así en la práctica debido a la
    sensibilidad de los materiales de fricción a la
    presión, a la velocidad y a la temperatura).

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FRICCIÓN
25
FUERZA DE FRICCIÓN ESTÁTICA
26
FUERZA DE FRICCIÓN CINÉTICA O DINÁMICA
MATERIAL µS µK
Madera sobre madera 0.7 0.4
Acero sobre acero 0.15 0.09
Metal sobre cuero 0.6 0.5
Madera sobre cuero 0.5 0.4
Caucho sobre concreto, seco 0.9 0.7
húmedo 0.7 0.57
27
FUERZA DE FRICCIÓN CINÉTICA O DINÁMICA
28
COLOCAR UN BLOQUE CUYO PESO ES W, SOBRE UNA
SUPERFICIE INCLINADA UN ÁNGULO ?, LISA CON ?s
0 (NULO)
x
? 0
x
?? 5
x
? 15
x
? 25
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DESGASTE
  • El desgaste es el daño de la superficie por
    remoción de material de una o ambas superficies
    sólidas en movimiento relativo.
  • Tipos de desgaste según su origen
  • Desgaste por fatiga.
  • Desgaste abrasivo.
  • Desgaste por erosión.
  • Desgaste por corrosión.
  • Desgaste por frotación.
  • Desgaste adhesivo.

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DESGASTE POR FATIGA
Surge por concentración de tensiones mayores a
las que puede soportar el material, incluye las
dislocaciones, formación de cavidades y grietas.
31
DESGASTE ABRASIVO
  • Es el daño por la acción de partículas sólidas
    presentes en la zona del rozamiento.

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DESGASTE POR EROSIÓN
  • Es producido por una corriente de partículas
    abrasivas, muy común en turbinas de gas, tubos
    de escape y de motores.

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DESGASTE POR CORROSIÓN
  • Originado por la influencia del medio
    ambiente, principalmente la humedad, seguido de
    la eliminación por abrasión, fatiga o erosión, de
    la capa del compuesto formado. A este grupo
    pertenece el Desgaste por oxidación. Ocasionado
    principalmente por la acción del oxígeno
    atmosférico o disuelto en el lubricante, sobre
    las superficies en movimiento.

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DESGASTE POR FROTACIÓN
  • Aquí se conjugan las cuatro formas de
    desgaste, en este caso los cuerpos en movimiento
    tienen movimientos de oscilación de una amplitud
    menos de 100 µm. Generalmente se da en sistemas
    ensamblados.

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DESGASTE ADHESIVO
  • Es el proceso por el cual se transfiere
    material de una a otra superficie durante su
    movimiento relativo, como resultado de soldado en
    frío en puntos de interacción de asperezas, en
    algunos casos parte del material desprendido
    regresa a su superficie original o se libera en
    forma de virutas o rebaba.

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LUBRICACIÓN
  • Tipos de lubricación.
  • Lubricantes
  • Líquidos.
  • Sólidos.
  • Aceites animales, vegetales y de pescado.
  • Grasas.

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TIPOS DE LUBRICACIÓN
  • Las superficies pueden estar secas o lubricadas.
  • Fricción en seco.
  • Lubricación límite o grasosa.
  • Lubricación completa o viscosa.
  • Lubricación incompleta o mixta.

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FRICCION EN SECO
  • Se dice de las superficies que no cuentan con la
    presencia de fluidos o películas contaminantes.
    Como ejemplos podemos mencionar la fricción de
    las zapatas de freno sobre la rueda de un
    ferrocarril.

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LUBRICACIÓN LIMITE O GRASOSA
  • Sucede cuando las superficies en frotamiento
    están separadas entre si por una película muy
    delgada de lubricante. En este caso, la
    lubricación depende de la fuerte adhesión del
    lubricante al material de las superficies que se
    frotan, las capas de lubricante resbalan una
    sobre la otra, en lugar de que lo hagan las
    superficies secas.
  • Ejemplos un muñón al arrancar, invertir
    su sentido de giro o girar a velocidad muy baja
    bajo una carga pesada.

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LUBRICACIÓN COMPLETA O VISCOSA
  • Sucede cuando la lubricación se dispone de modo
    que las superficies que se frotan queden
    separadas por una película de fluido, y la carga
    en las superficies quede por completo soportada
    por la presión hidrostática o hidrodinámica de la
    película.
  • Ejemplos de lubricación completa son anillos
    de lubricación, los cojinetes de empuje del tipo
    de zapata pivotada y las chumaceras, los
    cojinetes que funcionan en un baño de aceite, los
    cojinetes hidrostáticos de aceite, las
    sustentaciones de aceite y las quicioneras.

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LUBRICACIÓN INCOMPLETA O MIXTA
  • Se tiene si la carga sobre las superficies que se
    frotan es soportada parcialmente por una
    película viscosa de fluidos y por otra parte, por
    zonas de lubricación límite. La fricción
    intermedia entre la de lubricación fluida y la
    límite.
  • Ejemplos los cojinetes con lubricación de
    alimentación por goteo, con empaquetadura de
    estopa o de alimentación por mecha, o en los
    cojinetes de superficies paralelas.

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LUBRICANTES
  • LIQUIDOS
  • Son los de uso mas frecuente y los que se basan
    en fracciones de petróleo refinado o en fluidos
    sintéticos. Los lubricantes líquidos de petróleo
    son los de uso mas extenso, debido a su
    adaptabilidad general a la mayoría de los equipos
    existentes o por su disponibilidad a un costo
    moderado.
  • Fluidos sintéticos
  • Fluidos resistentes al fuego

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LUBRICANTES
  • SÓLIDOS
  • Un lubricante sólido es una película delgada
    constituida por sólido o una combinación de
    sólidos introducida entre dos superficies en
    rozamiento con el fin de modificar la fricción y
    el desgaste.
  • Lubricantes sólidos no ligados
  • Lubricantes sólidos ligados

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LUBRICANTES
  • ACEITES ANIMALES, VEGETALES Y DE PESCADO
  • Los aceites grasos se obtienen a partir de la
    extracción de los aceites de muchas fuentes
    vegetales y de la grasa de los animales
    domésticos y también del pescado. Su
    característica común se basa en su estructura
    química glicérica.

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LUBRICANTES
  • GRASAS
  • Las grasas lubricantes se forman al dispersar un
    agente espesador en un lubricante liquido. Los
    jabones son los espesadores más comunes. Los
    jabones se forman por la reacción de grasas
    animales o vegetales.

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BIBLIOGRAFIA
  • Manual del Ingeniero Mecánico.
  • Editorial Mc. Graw Hill
  • Autor Eugene A. Avallone / Theodore Baumeister
    III
  • Págs Fricción 3.23-3.36
  • Tribología.
  • Editorial Selección de publicaciones.
  • Autor Luis Arizmendi Espuñes.
  • Consejo superior de Investigaciones Científicas.
  • Páginas Web de interés
  • www.roadhouse.es/manual/cap2.PDF
  • Fabricantes de lubricantes
  • www.metallube.es
  • www.balzers.com.ar/bar/spa/02-applications/01-wear
    -tribology/indexW3DnavidW263.php (Efectos
    tribológicos bajo el microscopio)

47
  • FIN
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