MINISTERIO PARA EL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION UNIVERSITARIA

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA[pic 1]

MINISTERIO PARA EL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION UNIVERSITARIA

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA AGROINDUSTRIAL ZONA NORTE

PROGRAMA DE FORMACION NACIONAL PNF MECANICA

TRIBOLOGIA

AUTORES:

San Juan de Colón, Abril 2015

1-Cuantas zonas de contacto existen entre superficies de un par tribológico diferencias entre unas y otras.

La geometría superficial de los cuerpos sólidos se divide en:

• Macrogeometría:  

• Dimensiones y forma de los cuerpos.
• Macrodesviaciones de forma.

• Microgeometría:

• Ondulaciones.
• Rugosidades.

Las macro y microdesviaciones se deben a los procesos tecnológicos empleados en la elaboración de las piezas y  a los efectos de la explotación a que se ven sometidos los elementos de máquinas.

MACRODESVIACIONES.

Se deben al desgaste de la  máquina herramienta, fijación incorrecta de la herramienta de corte, régimen de elaboración incorrecto, deformaciones del sistema máquina -soporte - herramienta ( MSH ), tensiones térmicas  y residuales, no presentan regulari-dad a lo largo de las piezas; la relación entre el paso y la altura S / H > 1000. Todo lo anterior trae como efecto la conicidad, ovalidad, convexidad, cocavidad, etc.

ONDULACIONES.

Las ondulaciones tecnológicas se deben en lo fundamental a insuficiente rigidez y vibraciones de baja frecuencia del sistema máquina-soporte-herramienta ( MSH ). Son irregularidades que se repiten periódicamente de forma regular, la relación paso - altura   50 < S / H < 1000.

RUGOSIDAD SUPERFICIAL.

Las rugosidades superficiales o asperezas se deben  a la geometría de la herramienta de corte; el desgaste de la misma, vibraciones del sitema MSH; del régimen de elaboración empleado; a las propiedades del material de la herramienta y de la pieza. Son irregularidades con S/H < 50

CONTACTO MACROGEOMÉTRICO.

En el diseño de elementos de máquinas el ingeniero está acostumbrado a trabajar con el área de la sección transversal donde actúan las tensiones volumétricas (traccción, compresión, torsión, flexión, etc.) ; sin embargo en los procesos de fricción y desgaste los fenómenos se producen en las capas superficiales y por lo tanto el estado tensional y deformacional se debe de analizar en este nivel lo que trae por consecuencia la introducción de los conceptos de áreas de contacto.

AREA NOMINAL DE CONTACTO EN SUPERFICIES PLANAS.

En el caso de superficies planas el área nominal se corresponde con el área geométrica

AREA NOMINAL DE CONTACTO EN SUPERFICIES CURVAS.

En el caso de superficies curvas el área nominal se calcula a partir de las conocidas expresiones de Hertz para deformaciones elásticas en las capas superficiales

CONTACTO MICROGEOMÉTRICO.

El tipo del microcontacto depende de los materiales y rugosidad de los cuerpos en contacto, de la cinemática de la unión y del estado tensional.

Ι.-Según la rugosidad superficial.

a).-Contacto rugoso - liso.

Se produce cuando R a 2 / R a 1> 4 ÷ 5 ó cuando la relación de dureza HB2 / HB1> 2 ÷ 3. Para los cálculos se considera las microdesviaciones del cuerpo duro y las propiedades mecánicas del cuerpo blando.

GEOMETRÍA. MICROCONTACTO. AREA REAL DE CONTACTO.

Para  poder definir la interacción de dos superficies en contacto se han establecido diferentes teorias y modelos de aspereza superficial. Estas teorias se basan en considerar una superficie rugosa y la otra plana. La superficie rugosa se considera formada por asperezas de forma prescrita. La altura de las asperezas cumple cierta distribución estadística que considera la probabilidad de una aspereza que tenga una altura z por encima de un plano de referencia

AREA DE CONTORNO.

El contacto entre las asperezas se produce en determinadas zonas del área nominal, la sumatoria de estas zonas se define como el área de contorno.

2- De soluciones a los problemas de macro desviaciones de la superficie de contacto en una par tribológico.

Cuando se desea disminuir el coeficiente de fricción como una vía para lograr ahorro energético e incrementar la vida útil de los elementos de máquinas, el camino más sencillo es la adición de sustancias lubricantes entre los cuerpos sólidos en contacto.

En dependencia del estado físico de las sustancias lubricantes se distinguen los siguientes tipos de fricción lubricados: líquida, semisólida, sólida y gaseosa

Fricción Hidrodinámica

La obtención de ella está condicionado a la existencia de una capa o película de lubricante que separa completamente las superficies de los cuerpos sólidos evitando que se produzca el contacto entre las asperezas superficiales

Fricción elastohidrodinámica

Este régimen se caracteriza también por la separación de los cuerpos sólidos producto de una         película lubricante (de menor espesor que la hidrodinámica) pero debida a las grandes presiones se produce en las capas superficiales deformaciones elásticas.

Fricción Mixta        

Durante la fricción mixta existen en las superficies en contacto  zonas donde se produce el contacto de las asperezas (fricción seca o límite) y zonas donde existe la fricción hidrodinámica; este régimen de lubricación se encuentra ampliamente difundido en la práctica ingenieril y es característica de régimen de trabajo de grandes cargas y velocidades lentas.

Fricción límite.        

El régimen de fricción límite se caracteriza por la existencia del contacto de las asperezas superficiales de los cuerpos sólido y de una fina película de lubricante (del orden de las

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