Latribologaes la ciencia que estudia la friccin, el desgaste y
la lubricacin que tienen lugar durante el contacto entre
superficies slidas en movimiento
3.
La tribologa se centra en el estudio de tres fenmenos:
la friccin entre dos cuerpos en movimiento
el desgaste como efecto natural de este fenmeno
la lubricacin como un medio para reducir el desgaste.
4.
Se estudia la friccin y sus efectos asociados, como el
desgaste, tratando de prevenirlos con mejores diseos y prcticas de
lubricacin. Toma en cuenta, entre otros aspectos de la maquinaria
industrial, los siguientes:
El diseo
Los materiales de las superficies en contacto
El sistema de aplicacin del lubricante
El medio circundante
Las condiciones de operacin
5. FRICCIN
Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de friccin entre
dos superficies en contacto a la fuerza que se opone al movimiento
de una superficie sobre la otra (fuerza de friccin cintica) o a la
fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de friccin
esttica). Las fuerzas de friccin son importantes en la vida
cotidiana ya que nos permiten caminar y correr. Toda fuerza de
friccin se opone a la direccin del movimiento relativo.
6. DESGASTE
El proceso de desgaste, puede definirse como una prdida de
material de la interfase de dos cuerpos, cuando se les ajusta a un
movimiento relativo bajo la accin de una fuerza. En general, los
sistemas de ingeniera implican el movimiento relativo entre
componentes fabricados a partir de metales y no metales, y se han
identificado seis tipos principales de desgaste, como sigue:
Desgaste por adherencia.
Desgaste por abrasin.
Desgaste por ludimiento.
Desgaste por fatiga.
Desgaste por erosin.
Desgaste corrosivo
7. Lubricacin
El deslizamiento entre superficies slidas se caracteriza
generalmente por un alto coeficiente de friccin y un gran desgaste
debido a las propiedades especficas de las superficies. La
lubricacin consiste en la introduccin de una capa intermedia de un
material ajeno entre las superficies en movimiento.
8.
Estos materiales intermedios se denominan lubricantes y su
funcin es disminuir la friccin, calentamiento y el desgaste de las
superficies en contacto de piezas con movimiento relativo.
. El trmino lubricante es muy general, y puede estar en
cualquier estado material: lquido, slido, gaseoso e incluso
semislido o pastoso.
La aplicacin tpica en ingeniera mecnica es el cojinete,
constituido por mun o eje, manguito o cojinete.
9. Superficies Concordantes
Las superficies concordantes se ajustan bastante bien una con
otra con un alto grado de conformidad geomtrica, de manera que la
carga se transfiere a un rea relativamente grande.
El rea de la superficie que soporta una carga permanente
generalmente constante mientras la
carga se incrementa.
Por ejemplo el rea de lubricacin para una chumacera ser de 2
por el radio por la longitud
10. 11. Superficies no Concordantes
Muchos elementos de maquinas lubricados por una pelcula fluida
tienen superficies que no concuerdan entre si. Entonces un rea
pequea de lubricacin debe soportar todo el peso de la carga.
Por lo general el rea de lubricacin de una conjuncin no
concordante es 3 veces menor que la magnitud que la de una
superficie concordante
12.
El rea de lubricacin entre superficies no concordantes se
agranda bastante con el incremento de carga; pero aun as es ms
pequea que el rea de la lubricacin entre las superficies
concordantes.
Ejemplos de superficies no concordantes son el acoplamiento de
los dientes de un engranaje, el contacto entre levas y seguidores,
y tambin los cojinetes de elementos rodantes
13. 14. TIPOS DE LUBRICACIN
Pueden distinguirse tres formas distintas:
Lubricacin hidrodinmica,
Lubricacin lmite o de contorno,
Lubricacin hidrosttica.
15. Lubricacin hidrodinmica:
Las superficies estn separadas por una pelcula de lubricante
que proporciona estabilidad. No se basa en introducir lubricante a
presin (puede hacerse), exige un caudal de aceite, la presin se
genera por movimiento relativo. Se habla tambin de lubricacin de
pelcula gruesa, fluida, completa o perfecta.
16. Lubricacin lmite:
La pelcula de lubricante es tan fina que existe un contacto
parcial metal-metal. La accin resultante no se explica por la
hidrodinmica.
Puede pasarse de lubricacin hidrodinmica a lmite por cada de la
velocidad, aumento de la carga o disminucin del caudal de aceite.
En este tipo de lubricacin (de pelcula delgada, imperfecta o
parcial) mas que la viscosidad del lubricante es ms importante la
composicin qumica. Al proyectar un cojinete hidrodinmico hay que
tener en cuenta que en el arranque puede funcionar en condiciones
de lubricacin lmite.
17. Lubricacin hidrosttica:
Se obtiene introduciendo a presin el lubricante en la zona de
carga para crear una pelcula de lubricante. no es necesario el
movimiento relativo entre las superficies. se emplea en cojinetes
lentos con grandes cargas. puede emplearse aire o agua como
lubricante.
18. La lubricacin por pelculafluida
Ocurre cuando dos superficies opuestas se separan
completamente por una pelcula lubricante y ninguna aspereza est
en contacto. La presin
generada dentro el fluido soporta la carga aplicada, y la
resistencia por friccin al movimiento se origina completamente del
cortante del fluido viscoso.
El espesor de la pelcula lubricante depende en gran parte de la
viscosidad del lubricante tanto en el extremo alto como bajo de la
temperatura.
19. Aplicaciones
La tribologa est presente prcticamente en todas las piezas en
movimiento tales como:
Rodamientos
Chumaceras
Sellos
Anillos de pistones
Embragues
Frenos
Engranajes
rboles de levas
20.
La tribologa ayuda a resolver problemas en maquinaria, equipos
y procesos industriales tales como:
Motores elctricos y de combustin (componentes y
funcionamiento)
Turbinas
Compresores
Extrusin
Rolado
Fundicin
Forja
Procesos de corte (herramientas y fluidos)
Elementos de almacenamiento magntico
Prtesis articulares (cuerpo humano)
21.
La aplicacin de los conocimientos de la Tribologa en estas
prcticas deriva en :