LECTURAS DE INGENIERÍA 2: TRIBOLOGÍA: FRICCIÓN, DESGASTE Y LUBRICACIÓN

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN

[pic 2]     DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA [pic 3] LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DE MATERIALES

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LECTURAS DE INGENIERÍA 2: TRIBOLOGÍA: FRICCIÓN, DESGASTE Y LUBRICACIÓN.

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M. en I. Felipe Díaz del Castillo Rodríguez.

ÍNDICE

Pag.

INTRODUCCIÓN …………………………..……………………………….………………1

1. LA TRIBOLOGÍA:ARTE,CIENCIA Y TECNOLOGÍA ………………………………2

1.1. A TRAVÉS DE LA HISTORIA        ……………………………………………...2

1.2. FUNDAMENTOS DE LA TRIBOLOGÍA ……………………………………3 1.3. APLICACIONES ………………………………………………………………..3

1.3.1. Significado de la tribología en la industria  ………………………….……..4

2. FRICCIÓN ………………………………………………………………………...……….5

2.1 TIPOS DE ROZAMIENTO  …………………………………………………….5

1. Fuerza de rozamiento estática ………………………………………………..5
2. Fuerza de rozamiento cinético ………………………………………………..6
3. Valores de los coeficientes de fricción ……………………………………….7
4. Rozamiento entre superficies de sólidos ……………………………………10

3. DESGASTE ……………………………………………………………………………        11

3.1. INTRODUCCIÓN   …  ………………………………………………………. 11

4. LA LUBRICACIÓN…………  ………………..……………………………………….. 14

1. BREVE RECORDATORIO HISTÓRICO …………………………………..14
2. OBJETIVOS Y CAMPOS DE APLICACIÓN …………………………….        16

4.3. TIPOS DE LUBRICACIÓN        ……………………………………………….        17

4.4. TIPOS DE LUBRICANTES …………………………………………………        17

4.5. VISCOSIDAD……………………………..……………………………………. 18

4.5.1. Efecto de la temperatura en al viscosidad ……...……………………20 4.6. GRADOS DE ACEITE  ………………………………………………………..21

4.6.1. Viscosidad de los lubricantes ………………………………………..22 4.6.2. Características API        ……………………………………………….          23

INTRODUCCIÓN

El desarrollo de la Ciencia y Tecnología actuales implican la generación y aplicación del conocimiento en muchas áreas y consecuentemente el estudiante  de  Ingeniería debe estar al tanto de los mismos, sin embargo, debido a la actualización poco frecuente de los programas y planes de estudio y más que nada por las limitaciones propias de semestres de apenas cuatro meses de actividades académicas, es difícil la actualización del estudiante en dichos conocimientos, además, dejar trabajos de investigación no funciona de la manera deseada, ya que en muchas ocasiones se descargan de Internet y se imprimen sin siquiera leerlos, de ese modo,  surge la idea de crear una serie de  apuntes de temas básicos para el ingeniero actual como son: el endurecimiento superficial del acero, las fundiciones de hierro, la tribología y el desgaste, la superplasticidad, los avances en la industria siderúrgica, etc.

En esta segunda lectura se presenta el tema de tribología, y los factores que incluye como son: fricción, desgaste y lubricación.

Se espera que sea de utilidad e interés para los alumnos y personas interesadas en el tema.

ATTE.

Mtro. Felipe Díaz del Castillo Rodríguez.

1. LA TRIBOLOGÍA: ARTE, CIENCIA Y TECNOLOGÍA

La palabra Tribología se deriva del término griego tribos, el cual entenderse como “frotamiento o rozamiento”, así que la interpretación de la palabra puede ser, “la ciencia del rozamiento”

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. La Tribología es el arte de aplicar un análisis operacional a problemas de gran importancia económica, llámese, confiabilidad, mantenimiento, y desgaste del equipo técnico, abarcando desde la tecnología aeroespacial hasta  aplicaciones domésticas. El entendimiento de las interacciones superficiales en una interfase requiere tener conocimiento de varias disciplinas incluyendo la física, química, matemáticas aplicadas, mecánica de sólidos, mecánica de fluidos, termodinámica, transferencia de calor, ciencia de materiales, reología, lubricación, diseño de máquinas, desempeño y confiabilidad.

1. A TRAVÉS DE LA HISTORIA

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. Como un ejemplo, se sabe que las “brocas” realizadas durante el periodo Paleolítico para perforar agujeros o para producir fuego, eran “fijados” con rodamientos hechos de cornamentas o huesos.

Los documentos históricos muestran el uso de la rueda desde el 3500 a.C., lo cual ilustra el interés de nuestros antepasados por reducir la fricción en movimientos de traslación. Los egipcios tenían el conocimiento de la fricción y los lubricantes, esto se ve en el transporte de grandes bloques de piedra para la construcción de monumentos. Para realizar esta tarea utilizaban agua o grasa animal como lubricante.

El artista-científico renacentista Leonardo Da Vinci fue el primero que postuló un acercamiento a la fricción. Da Vinci dedujo la leyes que gobiernan el movimiento de un bloque rectangular deslizándose sobre una superficie plana, también, fue el primero en

introducir el concepto del coeficiente de fricción. Desafortunadamente sus escritos no fueron publicados hasta cientos de años después de sus descubrimientos. Fue en 1699 que el físico francés Guillaume Amontons redescubrió las leyes de la fricción al estudiar el deslizamiento entre dos superficies planas.

Muchos otros descubrimientos ocurrieron a lo largo de la historia referentes al tema, científicos como Charles Agustín de Coulomb, Robert Hooke, Isaac Newton, entre otros, aportaron     conocimientos     importantes     para     el     desarrollo     de     esta  ciencia.

Al surgir la Revolución Industrial el desarrollo tecnológico de la maquinaria para producción avanzó rápidamente. El uso de la potencia del vapor permitió nuevas técnicas de manufactura. En los inicios del siglo veinte, desde el enorme crecimiento industrial hasta la demanda de una mejor tribología, el conocimiento de todas las áreas de la tribología se expandió rápidamente.

1. FUNDAMENTOS DE LA TRIBOLOGÍA

La Tribología se centra en el estudio de tres fenómenos; la fricción entre dos cuerpos en movimiento, el desgaste como efecto natural de este fenómeno y la lubricación como un medio para evitar el desgaste.

1. APLICACIONES

La Tribología está presente en prácticamente todos los aspectos de la maquinaría, motores y componentes de la industria en general. Los componentes tribológicos mas comunes son:

• Rodamientos
• Frenos y embragues
• Sellos
• Anillos de pistones
• Engranes y Levas

Las aplicaciones más comunes de los conocimientos tribológicos, aunque en la práctica no se nombren como tales, son

• Motores eléctricos y de combustión (componentes y funcionamiento)
• Turbinas
• Extrusión
• Rolado
• Fundición
• Forja
• Procesos de corte (herramientas y fluidos)
• Elementos de almacenamiento magnético
• Prótesis articulares (cuerpo humano)

La aplicación de los conocimientos de la Tribología en estas prácticas deriva en:

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