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TRIBOLOGIA
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INTRODUCCIN A LA TRIBOLOGIACOMO CIENCIA
DEFINICION.
HISTORIA.
LA TRIBOLOGIA COMO
CIENCIA.
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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.
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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:
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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.
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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
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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)
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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)
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EMBRAGUES:
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FRENOS:
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ENGRANES O ENGRANAJES:
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LEVAS:
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MOTORES ELCTRICOS Y DE COMBUSTIN:
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TURBINAS:
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COMPRESORES:
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EXTRUSIN:
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ROLADO:
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FUNDICIN:
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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
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CONTACTOY ADHESIN:Dos tipos
Mecnico.
Fisicoqumicos.
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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.
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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
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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).
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FRICCIN:
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FUERZA DE FRICCIN ESTTICA:
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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
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FUERZA DE FRICCIN CINTICA ODINMICA:
COLOCAR UN BLOQUE CUYO PESO ES SOBRE UNA
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COLOCAR UN BLOQUE CUYO PESO ES W, SOBRE UNASUPERFICIE INCLINADA UN NGULO , LISA CONs = 0 (NULO)
x
= 25
= 15
= 5
= 0
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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.
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DESGASTE POR FATIGA:Surge por concentracin de tensiones mayores a lasque puede soportar el material, incluye lasdislocaciones, formacin de cavidades y grietas.
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DESGASTE ABRASIVO:Es el dao por la accin de partculasslidas presentes en la zona delrozamiento.
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DESGASTE POR EROSIN:Es producido por una corriente de partculasabrasivas, muy comn en turbinas de gas,tubos de escape y de motores.
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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.
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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.
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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.
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LUBRICACIN:Tipos de lubricacin.
Lubricantes:
Lquidos.Slidos.
Aceites animales, vegetales y
de pescado.
Grasas.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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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:
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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.
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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.
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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.PDF5/19/2018 Tribology
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