Tribologia

Introducción

El hombre necesita controlar la fricción y el desgaste, es así como caminar, recoger un objeto, abrir un libro, son acciones que requieren la existencia de una fricción controlada. Sin embargo, en otras circunstancias el exceso de la misma causaría problemas, como en el caso de los movimientos de los mecanismos que conforman una máquina. Desde que el hombre invento la rueda, se ha visto forzado a trabajar con todos los aspectos relacionados con la fricción y el desgaste. El auge de esta ciencia comenzó a tomar gran interés por parte de las industrias ya que estudios revelados les permitió saber que podían lograr grandes ahorros monetarios al aplicar tecnología tribológica en el diseño, construcción y operación de maquinaria industrial. Por lo tanto en el siguiente trabajo conoceremos más a fondo el término tribología y de cómo sus aportes han sido de gran ayuda tanto económicamente, como la preservación de activos y una forma de aplicar Mantenimiento Proactivo en equipos y maquinarias.

1.1-Definicion y alcances.

Ciencia relacionada en principio sólo con la fricción y en la actualidad extendida a todos los fenómenos que limitan la vida de los equipos. Por lo tanto es la ciencia y tecnología de los fenómenos que tienen lugar en la interface de contacto entre dos sólidos, teniendo por objeto el estudio de las materias tales como la lubricación, fricción y desgaste de materiales.

La tribología se centra en aplicar un análisis operacional a problemas de gran importancia económica, llámese, confiabilidad, mantenimiento, y desgaste del equipo técnico, El entendimiento de las interacciones superficiales en una interface 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.

1.1.1-La Fricción

Se puede definir como la resistencia al movimiento relativo entre dos cuerpos en contacto. Al frotar un cuerpo contra otro, debe vencerse una resistencia. A esta fuerza que se opone al deslizamiento se le conoce como fricción. En los órganos de las maquinas consideramos la fricción como indeseable porque casi todos requieren del deslizamiento de una parte contra otra. Para vencer la fricción se requiere trabajo y la energía así gastada supone pérdida de potencia y eficiencia. Además donde hay fricción sólida ocurre desgaste, pérdida de material por la acción cortante de las asperezas opuestas y el rompimiento de las minúsculas superficies soldadas.

Uno de los problemas de los ingenieros es controlar la fricción; incrementar la fricción donde se requiere (frenos) y reducir donde no es conveniente (cojinetes). La fricción origina calor, produce pérdida de potencia y desgaste de las partes en movimiento, desde el punto que se inicia un rápido deterioro hasta una falla total en la parte en contacto.

1.1.2-El Desgaste

Es consecuencia directa de del rozamiento metal-metal entre dos superficies y se define como el deterioro sufrido a causa de la intensidad de la interacción de sus rugosidades superficiales. El desgaste puede llegar a ser crítico, haciendo que las piezas de una máquina pierdan sus tolerancias y queden inservibles, causando costosos daños y elevadas pérdidas de producción.

Los análisis de los sistemas han demostrado que 75% de las fallas mecánicas se deben al desgaste de las superficies en rozamiento. Se deduce fácilmente que para aumentar la vida útil de un equipo se debe disminuir el desgaste al mínimo posible.

Tipos de Desgastes

- Adhesivo

Se presenta cuando las irregularidades de una superficie interactúan directamente con las de otra, se adhieren y se sueldan, dando lugar en la mayoría de los casos al desprendimiento de partículas.

Causas:

Falta de aplicación de un lubricante.

Rompimiento de la película límite por agotamiento o por sobrecarga.

Un bajo nivel, viscosidad o presión del aceite en el sistema.

Un alto nivel, viscosidad o presión del aceite en el sistema.

Soluciones:

Cambiar el aceite dentro de las frecuencias normales.

No sobre cargar los mecanismos.

Mantener el nivel, viscosidad y presión del aceite.

-Abrasivo

Es el resultado de la presencia entre las superficies en movimiento relativo de partículas extrañas de igual o mayor dureza a la delos materiales que los conforman. Las partículas abrasivas se incrustan ellas mismas en una de las superficies y actúan como una herramienta de corte, removiendo material de la otra superficie.

Causas:

Problemas de filtración.

Presencia de partículas sólidas de igual o mayor tamaño al juego dinámico.

Presencia de partículas sólidas de menor tamaño al juego dinámico con incremento de la carga.

Las partículas sólidas provienen de algún otro tipo de desgaste o del medio ambiente.

-Corrosivo

Es el deterioro lento y progresivo de las superficies metálicas al estar presente sustancias ácidas que afectan la metalurgia delos mecanismos. Este tipo de desgaste también se puede presentar por vibraciones en el sistema, que interrumpen la película lubricante y hacen que la humedad del ambiente corroa las superficies.

Causas:

Intervalos de uso del aceite muy prolongado (aceite oxidado).

Contaminación del aceite con ácidos o con agua.

Vibraciones y humedad en el ambiente (maquinaria textil).

Soluciones:

Cambiar el aceite dentro del intervalo de vida útil.

Utilizar el lubricante adecuado para condiciones de vibración y humedad.

-Erosivo.

Es causado por un fluido a alta presión y puede llegar a ser crítico si tiene partículas sólidas en suspensión, las cuales al impactar sobre las superficies arrancan material de ellas, debido al efecto de los momentos de las partículas. La pérdida de material puede ser significativa, provocando roturas por fatiga.

Causas:

Alto nivel del aceite.

Alta viscosidad del aceite.

Alta presión del sistema.

Partículas sólidas en el aceite fluyendo a alta presión.

Soluciones:

Mantener el nivel, la viscosidad y la presión del aceite en el sistema dentro del rango normal.

Implementar sistemas de filtración.

Cambiar el aceite con más frecuencia.

1.1.3-Lubricación

Lubricación es interponer

...