Title: TRIBOLOGIA
1TRIBOLOGIA
2INTRODUCCIÓN A LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA
- DEFINICION.
- HISTORIA.
- LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA.
3DEFINICIÓN
- 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.
4HISTORIA
- 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
5HISTORIA (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.
6LA 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
7LA 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)
8LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA (Aplicaciones)
- Turbinas
- Compresores
- Extrusión
- Rolado
- Fundición
- Forja
- Procesos de corte (herramientas y fluidos)
- Elementos de almacenamiento magnético
- Prótesis articulares (cuerpo humano)
9EMBRAGUES
10FRENOS
11ENGRANES O ENGRANAJES
12LEVAS
13MOTORES ELÉCTRICOS Y DE COMBUSTIÓN
14TURBINAS
15COMPRESORES
16EXTRUSIÓN
17ROLADO
18FUNDICIÓN
19Fundamentos 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
20CONTACTO Y ADHESIÓN
- Dos tipos
- Mecánico.
- Fisicoquímicos.
21FRICCIÓN
- 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.
22FRICCIÓN
- 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
23FRICCIÓN
- 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).
24FRICCIÓN
25FUERZA DE FRICCIÓN ESTÁTICA
26FUERZA 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
27FUERZA DE FRICCIÓN CINÉTICA O DINÁMICA
28COLOCAR 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
29DESGASTE
- 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.
30DESGASTE POR FATIGA
Surge por concentración de tensiones mayores a
las que puede soportar el material, incluye las
dislocaciones, formación de cavidades y grietas.
31DESGASTE ABRASIVO
- Es el daño por la acción de partículas sólidas
presentes en la zona del rozamiento.
32DESGASTE POR EROSIÓN
- Es producido por una corriente de partículas
abrasivas, muy común en turbinas de gas, tubos
de escape y de motores.
33DESGASTE 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.
34DESGASTE 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.
35DESGASTE 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.
36LUBRICACIÓN
- Tipos de lubricación.
- Lubricantes
- Líquidos.
- Sólidos.
- Aceites animales, vegetales y de pescado.
- Grasas.
37TIPOS DE LUBRICACIÓN
- Las superficies pueden estar secas o lubricadas.
- Fricción en seco.
- Lubricación límite o grasosa.
- Lubricación completa o viscosa.
- Lubricación incompleta o mixta.
38FRICCION 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.
39LUBRICACIÓN 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.
40LUBRICACIÓN 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.
41LUBRICACIÓN 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.
42LUBRICANTES
- 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
43LUBRICANTES
- 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
44LUBRICANTES
- 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.
45LUBRICANTES
- 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.
46BIBLIOGRAFIA
- 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)
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