5/19/2018 Tribology

1/47

TRIBOLOGIA

5/19/2018 Tribology

2/47

INTRODUCCIN A LA TRIBOLOGIACOMO CIENCIA

DEFINICION.

HISTORIA.

LA TRIBOLOGIA COMO

CIENCIA.

5/19/2018 Tribology

3/47

DEFINICIN: La palabra Tribologa se deriva del trmino

griego tribos, el cual puede entenderse

como "frotamiento o rozamiento", as que la

traduccin literal de la palabra podra ser, "laciencia del frotamiento".

Los diccionarios definen a la Tribologa comola ciencia y tecnologa que estudia la

interaccin de las superficies en movimientorelativo, as como los temas y prcticasrelacionadas.

5/19/2018 Tribology

4/47

HISTORIA: En s, la Tribologa podra parecer algo nuevo, pero solamente

el trmino como tal lo es, ya que el inters en temasrelacionados con la disciplina existe desde antes de que lahistoria se escribiera.

El trmino Tribologaviene usndose desde finales del siglo XX

y hoy en da es usado universalmente para la ciencia queestudia la interaccin entre superficies en contacto y enmovimiento as como los problemas que surgen relacionadoscon ellos: friccin, adhesin, desgaste y lubricacin

Para entender a la tribologa se requiere de conocimientos defsica, de qumicay detecnologa de materiales

El objetivo de la Tribologa no solo es aminorar las desventajas,sino que dependiendo de la situacin, el objetivo a alcanzarpuede ser distinto:

5/19/2018 Tribology

5/47

HISTORIA (OBJETIVOS): Mnimo desgaste y mnima friccin:

rodamientos, engranajes, levasgracias a la lubricacin y lascapas de recubrimiento, para conservar y reducir energa,logrando as movimientos ms rpidos y precisos, incrementarla productividad y reducir el mantenimiento.

Mnimo desgaste y mxima friccin:frenos, embragues, neumticoscon materiales resistentes aldesgaste.

Mximo desgaste y mnima friccin:

lpices, deposicin de lubricantes slidos mediante

deslizamiento. Mxima friccin y mximo desgaste:

borradores.

5/19/2018 Tribology

6/47

LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA: Con la Tribologa como ciencia se estudia la friccin y sus

efectos asociados, como el desgaste, tratando de prevenirloscon mejores diseos y prcticas de lubricacin. Toma encuenta, entre otros aspectos de la maquinaria industrial, lossiguientes:

El diseo

Los materiales de las superficies en contacto

El sistema de aplicacin del lubricante

El medio circundante

Las condiciones de operacin

5/19/2018 Tribology

7/47

LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA(Aplicaciones):

Las aplicaciones La Tribologa est presenteprcticamente en todas las piezas enmovimiento tales como:

Embragues Frenos

Engranes o engranajes

Levas

Motores elctricos y de combustin

(componentes y funcionamiento)

5/19/2018 Tribology

8/47

LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA(Aplicaciones):

Turbinas

Compresores

Extrusin

Rolado

Fundicin

Forja

Procesos de corte (herramientas y fluidos) Elementos de almacenamiento magntico

Prtesis articulares (cuerpo humano)

5/19/2018 Tribology

9/47

EMBRAGUES:

5/19/2018 Tribology

10/47

FRENOS:

5/19/2018 Tribology

11/47

ENGRANES O ENGRANAJES:

5/19/2018 Tribology

12/47

LEVAS:

5/19/2018 Tribology

13/47

MOTORES ELCTRICOS Y DE COMBUSTIN:

5/19/2018 Tribology

14/47

TURBINAS:

5/19/2018 Tribology

15/47

COMPRESORES:

5/19/2018 Tribology

16/47

EXTRUSIN:

5/19/2018 Tribology

17/47

ROLADO:

5/19/2018 Tribology

18/47

FUNDICIN:

5/19/2018 Tribology

19/47

Fundamentos de la Tribologa

En la iteracin entre dos superficies aparecen diversos

fenmenos cuyo conocimiento es de vital importancia.

Estos tres fenmenos fundamentales que aparecen son:

Contacto y Adhesin Friccin

Desgaste

Lubricacin

5/19/2018 Tribology

20/47

CONTACTOY ADHESIN:Dos tipos

Mecnico.

Fisicoqumicos.

5/19/2018 Tribology

21/47

FRICCIN: Por efecto de la aplicacin de fuerzas

tangenciales pueden dar lugar a friccin dedeslizamiento y a friccin de rodadura, con laconsiguiente transmisin y disipacin de energa.

5/19/2018 Tribology

22/47

FRICCIN: Esta resistencia al movimiento depende de:

La interaccin molecular (adhesin) de lassuperficies .

La interaccin mecnica entre las partes. Hay que distinguir entre dos situaciones:

FUERZA DE FRICCIN ESTTICA:La necesaria para iniciar elmovimiento.

Si la fuerza tangencial aplicada es menor a este valor, noexiste movimiento y la fuerza de friccin es igual o mayor a la

tangencial aplicada. (Ver resmenes manual coeficientes defriccin) EJEMPLO

FUERZA DE FRICCIN CINTICA O DINMICA:La necesaria paramantener el movimiento. De valor menor a la anterior.EJEMPLO

5/19/2018 Tribology

23/47

FRICCIN: LEYES FUNDAMENTALES:

La fuerza de friccin es proporcional a la carga ofuerza normal.

F = N La fuerza de friccin es independiente del rea

aparente de contacto(Aa: rea de deslizamiento). Poresta razn objetos grandes y pequeos del mismo parde materiales, presentan el mismo coeficiente defriccin.

La fuerza de friccin tericamente es independiente de

la velocidad de deslizamiento (aunque no es as en laprctica debido a la sensibilidad de los materiales defriccin a la presin, a la velocidad y a latemperatura).

5/19/2018 Tribology

24/47

FRICCIN:

5/19/2018 Tribology

25/47

FUERZA DE FRICCIN ESTTICA:

5/19/2018 Tribology

26/47

FUERZA DE FRICCIN CINTICA ODINMICA:

MATERIAL S K

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

hmedo 0.7 0.57

5/19/2018 Tribology

27/47

FUERZA DE FRICCIN CINTICA ODINMICA:

COLOCAR UN BLOQUE CUYO PESO ES SOBRE UNA

5/19/2018 Tribology

28/47

COLOCAR UN BLOQUE CUYO PESO ES W, SOBRE UNASUPERFICIE INCLINADA UN NGULO , LISA CONs = 0 (NULO)

x

= 25

= 15

= 5

= 0

5/19/2018 Tribology

29/47

DESGASTE: El desgaste es el dao de la superficie por

remocin de material de una o ambas superficiesslidas en movimiento relativo.

Tipos de desgaste segn su origen:

Desgaste por fatiga.

Desgaste abrasivo.

Desgaste por erosin.Desgaste por corrosin.

Desgaste por frotacin.

Desgaste adhesivo.

5/19/2018 Tribology

30/47

DESGASTE POR FATIGA:Surge por concentracin de tensiones mayores a lasque puede soportar el material, incluye lasdislocaciones, formacin de cavidades y grietas.

5/19/2018 Tribology

31/47

DESGASTE ABRASIVO:Es el dao por la accin de partculasslidas presentes en la zona delrozamiento.

5/19/2018 Tribology

32/47

DESGASTE POR EROSIN:Es producido por una corriente de partculasabrasivas, muy comn en turbinas de gas,tubos de escape y de motores.

5/19/2018 Tribology

33/47

DESGASTE POR CORROSIN:Originado por la influencia del medio ambiente, principalmentela humedad, seguido de la eliminacin por abrasin, fatiga oerosin, de la capa del compuesto formado. A este grupopertenece el Desgaste por oxidacin. Ocasionado

principalmente por la accin del oxgeno atmosfrico o disueltoen el lubricante, sobre las superficies en movimiento.

5/19/2018 Tribology

34/47

DESGASTE POR FROTACIN:Aqu se conjugan las cuatro formas de desgaste, eneste caso los cuerpos en movimiento tienenmovimientos de oscilacin de una amplitud menos de100 m. Generalmente se da en sistemas

ensamblados.

5/19/2018 Tribology

35/47

DESGASTE ADHESIVO:Es el proceso por el cual se transfiere material de una a otrasuperficie durante su movimiento relativo, como resultado desoldado en fro en puntos de interaccin de asperezas, enalgunos casos parte del material desprendido regresa a su

superficie original o se libera en forma de virutas o rebaba.

5/19/2018 Tribology

36/47

LUBRICACIN:Tipos de lubricacin.

Lubricantes:

Lquidos.Slidos.

Aceites animales, vegetales y

de pescado.

Grasas.

5/19/2018 Tribology

37/47

TIPOS DE LUBRICACIN: Las superficies pueden estar secas o lubricadas.

Friccin en seco.

Lubricacin lmite o grasosa.

Lubricacin completa o viscosa.

Lubricacin incompleta o mixta.

5/19/2018 Tribology

38/47

FRICCION EN SECO: Se dice de las superficies que no cuentan con la

presencia de fluidos o pelculas contaminantes.Como ejemplos podemos mencionar la friccin delas zapatas de freno sobre la rueda de un ferrocarril.

5/19/2018 Tribology

39/47

LUBRICACIN LIMITE O GRASOSA:

Sucede cuando las superficies en frotamiento estnseparadas entre si por una pelcula muy delgada delubricante. En este caso, la lubricacin depende de la fuerteadhesin 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 mun al arrancar, invertir su sentido de giro ogirar a velocidad muy baja bajo una carga pesada.

5/19/2018 Tribology

40/47

LUBRICACIN COMPLETA O VISCOSA:

Sucede cuando la lubricacin se dispone de modo quelas superficies que se frotan queden separadas por unapelcula de fluido, y la carga en las superficies quedepor completo soportada por la presin hidrosttica o

hidrodinmica de la pelcula.Ejemplos de lubricacin completa son anillos delubricacin, los cojinetes de empuje del tipo de zapatapivotada y las chumaceras, los cojinetes que funcionanen un bao de aceite, los cojinetes hidrostticos deaceite, las sustentaciones de aceite y las quicioneras.

5/19/2018 Tribology

41/47

LUBRICACIN INCOMPLETA O MIXTA:

Se tiene si la carga sobre las superficies quese frotan es soportada parcialmente por unapelcula viscosa de fluidos y por otra parte,por zonas de lubricacin lmite. La friccin

intermedia entre la de lubricacin fluida y lalmite.

Ejemplos: los cojinetes con lubricacin dealimentacin por goteo, con empaquetadura

de estopa o de alimentacin por mecha, o enlos cojinetes de superficies paralelas.

5/19/2018 Tribology

42/47

LUBRICANTES: LIQUIDOS:

Son los de uso mas frecuente y los que se basan enfracciones de petrleo refinado o en fluidos sintticos. Loslubricantes lquidos de petrleo son los de uso mas extenso,

debido a su adaptabilidad general a la mayora de losequipos existentes o por su disponibilidad a un costomoderado.

Fluidos sintticos:

Fluidos resistentes al fuego:

5/19/2018 Tribology

43/47

LUBRICANTES: SLIDOS:

Un lubricante slido es una pelcula delgadaconstituida por slido o una combinacin de

slidos introducida entre dos superficies enrozamiento con el fin de modificar la fricciny el desgaste.

Lubricantes slidos no ligados:

Lubricantes slidos ligados:

5/19/2018 Tribology

44/47

LUBRICANTES:ACEITES ANIMALES, VEGETALES Y DE PESCADO:

Los aceites grasosse obtienen a partirde la extraccin de los aceites de

muchas fuentes vegetales y de la grasade los animales domsticos y tambindel pescado. Su caracterstica comn sebasa en su estructura qumica glicrica.

5/19/2018 Tribology

45/47

LUBRICANTES: GRASAS:

Las grasas lubricantes se forman aldispersar un agente espesador en un

lubricante liquido. Los jabones son losespesadores ms comunes. Los jabonesse forman por la reaccin de grasasanimales o vegetales.

5/19/2018 Tribology

46/47

BIBLIOGRAFIA: Manual del Ingeniero Mecnico.

Editorial: Mc. Graw Hill

Autor: Eugene A. Avallone / Theodore Baumeister III

Pgs: Friccin 3.23-3.36

Tribologa.

Editorial: Seleccin de publicaciones.Autor: Luis Arizmendi Espues.

Consejo superior de Investigaciones Cientficas.

Pginas Web de inters:

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 tribolgicos bajoel microscopio)

http://www.roadhouse.es/manual/cap2.PDFhttp://www.metallube.es/http://www.balzers.com.ar/bar/spa/02-applications/01-wear-tribology/indexW3DnavidW263.phphttp://www.balzers.com.ar/bar/spa/02-applications/01-wear-tribology/indexW3DnavidW263.phphttp://www.balzers.com.ar/bar/spa/02-applications/01-wear-tribology/indexW3DnavidW263.phphttp://www.balzers.com.ar/bar/spa/02-applications/01-wear-tribology/indexW3DnavidW263.phphttp://www.balzers.com.ar/bar/spa/02-applications/01-wear-tribology/indexW3DnavidW263.phphttp://www.balzers.com.ar/bar/spa/02-applications/01-wear-tribology/indexW3DnavidW263.phphttp://www.balzers.com.ar/bar/spa/02-applications/01-wear-tribology/indexW3DnavidW263.phphttp://www.balzers.com.ar/bar/spa/02-applications/01-wear-tribology/indexW3DnavidW263.phphttp://www.balzers.com.ar/bar/spa/02-applications/01-wear-tribology/indexW3DnavidW263.phphttp://www.metallube.es/http://www.roadhouse.es/manual/cap2.PDF

5/19/2018 Tribology

47/47

FIN