Aplicacion De La Tribologia A Lavadora Industrial

3.1. TRIBOLOGIA.

Kenia Campos y Jorge Reyna (Ingeniería de superficies, tribología y ensayos tribológicos, 2009, pág. 8) definen la tribología la ciencia que estudia la fricción, el desgaste y la lubricación que tienen lugar durante el contacto entre superficies sólidas en movimiento. El término es usado universalmente desde finales del siglo XX.

3.1.1. Sistema tribológico.

Es un sistema natural o artificial de elementos materiales, por lo menos dos, donde se presenta la fricción y en casos extremos, el desgaste.

3.1.2. Sistema tribotécnico.

Sistema particular o grupo funcional, donde existen varios puntos de fricción, los cuales tienen la función de transmitir energía o movimiento.

3.1.3. Relación de la tribología y el mantenimiento.

La tribología es de gran utilidad para diagnosticar y prevenir averías en equipos industriales de diferente naturaleza y utilización. Por una parte ayuda a diagnosticar casos de fallo, hallando la causa raíz de las averías a través del estudio de las superficies en contacto y del estado del lubricante. Y por otra parte ayuda a prevenir dichas averías, ya que una correcta lubricación puede alargar la vida de un equipo o activo. Por lo que trabaja en conjunto con el mantenimiento creando programas de mantenimiento, análisis, etc.

3.2. FRICCIÓN.

Kenia Campos y Jorge Reyna (Ingeniería de superficies, tribología y ensayos tribológicos, 2009, pág. 8) definen la fricción 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. El valor de la fricción de un cuerpo deslizante es igual a la fuerza necesaria para vencerla

Causas.

Ninguna superficie metálica es completamente lisa; aún superficies con acabados que se aproximan a la perfección presentan asperezas cuando se examinan en un microscopio. Las diminutas protuberancias en unas superficies interfieren el movimiento relativo de dos cuerpos cuando rozan entre sí dando origen a la fricción al tratar de entrelazarse y agarrarse.

3.2.1. Tipos de fricción.

Francisco Martínez Pérez (tribología ciencia y técnica para el mantenimiento, 2010, pág. 40) menciona que existen los siguientes tipos de fricción.

Fricción externa.

Se da entre cuerpos diferentes.

Fricción interna.

Se genera entre partículas de un mismo cuerpo.

Dependiendo del movimiento relativo:

Fricción de deslizamiento.

Fricción durante el movimiento relativo de dos cuerpos en los cuales la velocidad de los cuerpos en los puntos de contacto es diferente en magnitud y sentido o en magnitud o en sentido. Este tipo de fricción es característico de los cojinetes de deslizamiento, guías, frenos, transmisiones por fricción, etc.

Fricción de rodamiento.

Fricción durante el movimiento relativo de dos cuerpos en los cuales la velocidad en los puntos de contacto es igual en magnitud y dirección.

La fuerza de fricción por rodadura es aproximadamente 10 veces menor que la fuerza de fricción por deslizamiento.

Dependiendo de las condiciones de contacto:

Fricción estática.

Es la resistencia que se debe superar para poner en movimiento un cuerpo con respecto a otro que se encuentra en contacto, la fricción estática actúa cuando los cuerpos están en reposo.

Pérdida de energía mecánica al inicio y al final del movimiento relativo tangencial entre dos zonas materiales en contacto.

Fricción móvil.

Pérdida de energía mecánica durante el movimiento relativo de zonas materiales en contacto.

Fricción de choque.

Pérdida de energía mecánica al inicio y al final del movimiento relativo normal (perpendicular) entre zonas materiales en contacto.

En dependencia del estado físico que se presenta en los sistemas tribológicos con movimiento relativo, existen diferentes estados de fricción.

3.2.2. Estados de fricción.

Kenia Campos y Jorge Reyna (Ingeniería de superficies, tribología y ensayos tribológicos, 2009, pág. 12) mencionan los siguientes estados de fricción.

Fricción metal-metal.

Es un estado de fricción que se presenta en diferentes fenómenos tribotécnicos. Tiene lugar en un elemento lubricado como consecuencia del rompimiento de la película límite o por agotamiento de los aditivos anti desgaste del lubricante. La fricción metal-metal no siempre se debe evitar. Hay casos en donde es imprescindible que ocurra, como por ejemplo en las líneas de ferrocarril, en donde es necesario que las superficies estén completamente exentas de algún tipo de lubricante para poder rodar y frenar rápidamente

Fricción pura.

Es un estado de fricción en el cual el sistema tribológico está constituido por dos elementos que corresponden a los materiales base. La fricción pura raras veces se encuentra en la práctica industrial y por lo general, se obtiene a nivel de laboratorio, bajo un control muy riguroso de los experimentos. Durante la fricción pura las superficies están libres de cualquier película contaminante. La magnitud del coeficiente de fricción pura varía entre 0,8 a 10 y más.

Fricción sólida.

Estado de fricción en el cual el sistema tribológico está constituido por tres elementos que presentan características de cuerpos sólidos. Durante la fricción sólida el tercer elemento está presente en forma de capas de un compuesto adheridas al metal base. En la práctica industrial este estado de fricción se halla ampliamente difundido. Se entienden como compuestos la película límite de aditivo anti desgaste, las capas de óxidos, suciedad, etc. La magnitud del coeficiente de fricción varía entre 0,2 a 0,8.

Fricción fluida.

Estado de fricción en el cual el sistema tribológico está constituido por tres elementos, presentando uno de ellos propiedades líquidas. La obtención de la fricción fluida está condicionada a la existencia de un lubricante líquido que sepáralas superficies de los elementos sólidos, que constituyen el sistema tribológico.

Fricción hidrodinámica.

Estado de fricción en el cual las condiciones hidrodinámica se logran a través del movimiento relativo del par friccionante, cuando se encuentra sometido a ciertas condiciones de velocidad y de carga. En este estado de fricción juega un papel muy importante la viscosidad del lubricante empleado. Los valores del coeficiente de fricción varían en el rango de 0,001-0,002 en dependencia de la viscosidad del lubricante

Fricción hidrostática.

Estado de fricción que se presenta en aquellos mecanismos que giran a bajas velocidades y que soportan grandes cargas y donde, para formar la película hidrodinámica, es necesario inyectar aceite a presión antes y durante el movimiento del mecanismo.

3.2.3. Reducción de la fricción.

Las fuerzas de fricción pueden ser disminuidas por los siguientes factores, los cuales pueden controlarse:

1. La carga: Influye en forma directamente proporcional a la fricción; sin embargo, es parte de todo mecanismo y en la mayoría de los casos es difícil modificar.

2. Naturaleza de los materiales: Dependiendo de su naturaleza química, los cuerpos pueden presentar mayor o menor fricción.

3. El acabado de las superficies: Los coeficientes de fricción son mayores cuando las superficies son ásperas que cuando son pulidas.

4. Forma de los cuerpos: La fricción por rodamiento es menor que la fricción por deslizamiento. Los cuerpos esféricos o cilíndricos, por lo tanto, ocasionan menor fricción.

3.3. DESGASTE.

Kalpakjian (manufactura, ingeniería y tecnología, 2007, pág. 887) define el desgaste como la 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.

3.3.1. Tipos de desgaste.

Francisco Martínez Pérez (tribología ciencia y técnica para el mantenimiento, 2010, pág. 85) describe los siguientes tipos de desgaste:

Adhesivo.

Se presenta cuando las irregularidades de una superficie interactúan directamente con las de otra, se adhieren

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