Tribologia es la ciencia que estudia la interacción entre las superficies en movimiento y los problemas relacionados con ella

MARCO TEÓRICO

TRIBOLOGÍA

Es la tribología la ciencia que estudia la interacción entre las superficies en movimiento y los problemas relacionados con ellas (desgaste, fricción, adhesión y lubricación).

La palabra tribología se deriva del griego “TRIBOS” que significa “ROZAMIENTO”. Y la investigación en este campo abarca sistemas en donde ocurre:  

•  Desgaste debido al rozamiento entre dos superficies. (desgaste adhesivo).
•  Entrada de partículas en el punto de contacto. (desgaste de tres cuerpos).
•  Partículas que causan impacto en la superficie. (erosión).
•  Desgaste debido a la formación y colapso de burbujas de aire a altas presiones. (cavitación).  

FRICCIÓN

La palabra fricción se deriva del latín “FRICARE” que significa “FROTAMIENTO” y es usada para describir la pérdida gradual de energía cinética en situaciones en donde los cuerpos o sustancias se mueven relativamente unas con otras y se puede definir como la resistencia al movimiento de un cuerpo cuando este se desplaza sobre el otro.

 La fricción se puede producir entre un sólido y un gas, conocida como “FRICCIÓN AERODINÁMICA”, entre en un sólido y un líquido y se conoce como “FRICCIÓN LIQUIDA” o se puede producir por procesos de disipación de energía “FRICCIÓN INTERNA”.

DESGASTE

 El desgaste se presenta cuando un material es removido o desplazado por el efecto producido entre las superficies interactuantes de dos sólidos en contacto, sometidos a una carga y en movimiento relativo o rodante. El desgaste es el resultado del arranque o desprendimiento de viruta, que se causa por las fuerzas de fricción a través de las áreas de contacto.

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ADHESIÓN

La adhesión es la capacidad para generar fuerzas normales entre dos superficies después de que han sido mantenidas juntas. Es decir, la capacidad de mantener dos cuerpos unidos por la generación anterior de fuerzas de unión entre ambos.

LUBRICACIÓN

Es la lubricación el estudio de los medios utilizados para reducción de la fricción entre dos superficies con movimiento relativo, del comportamiento del entorno y de sus consecuencias. En la actualidad se persigue como objetivo básico, el incremento del tiempo de explotación de los elementos de una máquina, lo que se alcanza con un diseño, montaje y explotación  adecuados. Dentro de las condiciones de trabajo de los equipos juega un papel vital la lubricación, con el fin de evitar el contacto metal-metal de las superficies, lo que hace que disminuya la fricción, el desgaste, as pérdidas de energía y se incrementa la vida útil de dichos elementos.  

SUPERFICIES DE CONTACTO

El desgaste se caracteriza por ser un proceso de daño de la superficie debido al contacto mecánico del material. Independiente de cualquier modo especial de desgaste, el tipo de contacto mecánico es muy importante. El rogosimetro registra las irregularidades en las superficies con diferentes magnificaciones en las direcciones vertical y horizontal. Normalmente la magnitud vertical es mayor que la horizontal. Debido a estas diferencias los perfiles registrados no representan la realidad de las irregularidades de la superficie. La verdadera forma de la superficie consiste más en picos con ángulos de inclinación respecto a la línea base menor a 15°. Para la evaluación de los modelos de desgaste es muy importante considerar la diferencia entre la superficie registrada y la superficie real.  

Cuando dos superficies nominalmente planas y paralelas se juntan, e contacto ocurre inicialmente en solo unos pocos puntos a medida que la carga normal se incrementa, las superficies se acercan y un mayor número de áreas o asperezas entran en contacto. Ya que las asperezas proveen los puntos en los que las superficies se tocan, son responsables de soportar la carga normal en la superficie y de generar cualquier fuerza friccional que actúe entre ellas.

Mecánica de Contacto: La fricción y el desgaste de dos superficies sólidas en contacto sin lubricación dependen del tipo de deformación de las irregularidades superficiales envueltas.

Deformación Elástica: el desplazamiento elástico del material por las asperezas de la contracara tiene lugar cuando la carga aplicada y la adhesión no conlleva a la aparición de esfuerzos en la zona de contacto, que excedan el límite de fluencia del material, en este caso el daño del material o desgaste solo puede ocurrir bajo fatiga por fricción.  

Deformación Plástica: cuando a dos cuerpos presionados uno contra el otro, se les aplica una fuerza que sobrepasa el valor crítico “LÍMITE ELÁSTICO”, se desarrolla una zona plástica rodeada de material deformado elásticamente.

Microcorte: el microcorte tiene lugar cuando los esfuerzos de contacto en la deformación alcanzan valores lo suficientemente grandes como para producir daño o perturbación de las condiciones del flujo del material deformado alrededor de la aspereza penetrante. En este caso, el daño ocurre al mismo tiempo que la interacción. La velocidad, la temperatura y el medio, juegan un papel importante.  

Perturbación de la Adhesión: la perturbación de la adhesión del enlace de fricción a lo largo de la propia superficie en el cual éste surge, no conlleva directamente a un daño, pero si contribuye a aumentar los esfuerzos de contacto y a la generación de deformaciones que acompañan simultáneamente los procesos de fatiga.  

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